溶膠-凝膠法制備TiO-,2-納米薄膜及其在太陽能電池中的應(yīng)用.pdf

1、染料敏化太陽能電池（DSSC 電池）是一種新型光電化學(xué)太陽能電池，由于其制作簡單、成本低廉和較高的效率，已經(jīng)引起世界的廣泛關(guān)注。其中，納米TiO2 多孔膜電極是染料敏化太陽電池的重要組成部分，它的結(jié)構(gòu)、特性對電池性能影響顯著。 本文利用鈦酸四丁酯水解反應(yīng)，結(jié)合溶膠-凝膠與水熱處理法制備了納米二氧化鈦粉體，并利用該粉體刷制TiO2 薄膜。通過XRD、SEM、TEM和光電性能測試等手段對TiO2 薄膜進(jìn)行分析，研究DSSC 電池中T

2、iO2 薄膜對電池效率的影響。 本論文的具體研究內(nèi)容和主要結(jié)論： 1、利用鈦酸四丁酯水解反應(yīng)，結(jié)合溶膠-凝膠與水熱處理法制備納米二氧化鈦團(tuán)聚體。研究了水解pH 值對粉體物理性質(zhì)、電池效率的影響。結(jié)果表明，水解的pH 值對TiO2 納米粒子的尺寸、分布以及染料敏化太陽電池光陽極的顯微形貌、電池光電特性都有很大影響。當(dāng)pH 值為1時，制備的電池效率最高達(dá)到5.77％（Jsc=15.04mA/cm2，Voc=0.73V,FF=

3、0.53）。 2、采用鈦酸四丁酯為前驅(qū)物，冰醋酸為水解抑制劑，濃硝酸為膠溶劑，結(jié)合溶膠-凝膠與水熱處理法制備具有高比表面積的納米二氧化鈦膠體。為了提高多孔薄膜的光散射效應(yīng)，在漿料中添加了400nmTiO2 粉體。結(jié)果表明400nmTiO2 粉體的摻入量對電池的效率有很大影響，當(dāng)硝酸加入量為1ml、摻入20％大顆粒TiO2時，制備的電池效率達(dá)到4.19％（Jsc=8.32mA/cm2，Voc=0.76V，F(xiàn)F=66.31％）。