納米硫化鉍敏化二氧化鈦電極制備及其光電性能研究.pdf

1、利用窄禁帶的納米半導(dǎo)體Bi2S3敏化TiO2薄膜電極，以提高染料敏化太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率，已成為研究熱點。本論文利用水熱與溶劑熱法制備納米半導(dǎo)體Bi2S3，以其為敏化劑對溶膠—凝膠與水熱法構(gòu)筑的多孔TiO2薄膜電極進行敏化，并采用XRD、SEM、TEM、EDS和電池測試系統(tǒng)等分析手段對樣品的晶相、元素組成，表面形貌和電極的光電性能等進行分析和表征。
　　研究了硝酸鉍與Na2S比例、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度等工藝參數(shù)對納米 Bi2S3的

2、晶相組成、生長方向及形狀等微觀結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。結(jié)果表明，水熱法制備Bi2S3的結(jié)晶度較高，生長更加有序，并且通過改變水熱時間和反應(yīng)介質(zhì)得到顆粒、棒和棒束等不同形狀正交晶相的納米Bi2S3。
　　研究了TiO2膠體的制備方法、水熱合成溫度、燒結(jié)溫度、乙基纖維素和松油醇用量等工藝參數(shù)對多孔 TiO2薄膜晶相組成、表面形貌和元素組成等性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明，當水熱合成溫度為200℃，燒結(jié)溫度為450℃，TiO2、乙基纖維素和松油醇的相

3、對質(zhì)量比為1：3：8時獲得TiO2薄膜電極光電性能較好，其開路電壓、短路電流、填充因子和光電轉(zhuǎn)換效率分別為643mV、10.68mA/cm2、0.61和4.19％。
　　探討了納米Bi2S3對TiO2薄膜的敏化方式、活化工藝和敏化次數(shù)對TiO2薄膜電極光電性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明，當利用巰基乙酸對TiO2薄膜電極活化處理1.5h，以浸漬法敏化5次時得到的TiO2薄膜電極光電性能最好，開路電壓、短路電流、填充因子和光電轉(zhuǎn)換效率分別為