鐵基底上選擇性合成FeS和FeS-,2-納米片薄膜及其在雙光電極太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用.pdf

1、21世紀(jì)人類(lèi)面臨著兩大困難-能源危機(jī)和環(huán)境污染。而充分利用取之不盡用之不竭的清潔可再生的太陽(yáng)能成為人們解決能源問(wèn)題的一條重要途徑。在利用太陽(yáng)能方面，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的太陽(yáng)能電池成為科學(xué)家們研究的熱點(diǎn)。 TiO2是一種廉價(jià)、安全、應(yīng)用范圍廣的太陽(yáng)能電池用材料，但是由于其禁帶寬度較大(3.2 eV)，使其只能吸收太陽(yáng)光中的紫外光部分，導(dǎo)致其轉(zhuǎn)化效率較低。為了提高其轉(zhuǎn)化效率，對(duì)其進(jìn)行染料敏化，使TiO2半導(dǎo)體電極能夠吸收可見(jiàn)光，從而

2、進(jìn)一步有效利用太陽(yáng)能。 FeS2具有高的光吸收系數(shù)(λ≤ 700nm，α≥5×105cm-1)和合適的禁帶寬度(0.95eV)，而且無(wú)毒，其組成元素儲(chǔ)量又十分豐富，環(huán)境相容性好。FeS2在制造太陽(yáng)能電池時(shí)可以以薄膜的形式使用，材料消耗少，性能穩(wěn)定，成本低。而FeS自從1950年代起就因其電性質(zhì)和磁性質(zhì)被廣泛關(guān)注，但是在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用卻很少有報(bào)道。 到目前為止，人們用了很多策略來(lái)改進(jìn)太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率，其中包括染

3、料敏化太陽(yáng)能電池。然而，很少有報(bào)道研究了雙光電極染料敏化太陽(yáng)能電池的性質(zhì)。雙光電極太陽(yáng)能電池在理論上的轉(zhuǎn)化效率上限約為43％，大于僅用一個(gè)光電極的太陽(yáng)能電池的理論上的轉(zhuǎn)化效率上限。雙光電極太陽(yáng)能電池的一個(gè)可能的優(yōu)勢(shì)就在于在輸出的光生電壓上能夠得到增大，因此這是一個(gè)非常有潛力的改進(jìn)光電轉(zhuǎn)化效率的策略，有較大的研究意義。 本文用兩相軟界面法合成了TiO2納米棒，并用“刮刀法”制備染料敏化TiO2納米棒太陽(yáng)能電池電極。然后通過(guò)簡(jiǎn)單的、