TiO2納米纖維介孔層在鈣鈦礦電池中的應(yīng)用.pdf

1、鈣鈦礦太陽(yáng)能電池因效率高、成本低而受到國(guó)內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注，其結(jié)構(gòu)根據(jù)有無(wú)介孔層，可分為平面異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)、介觀鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)。介觀鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的介孔結(jié)構(gòu)一般是運(yùn)用TiO2顆?；駻l2O3顆粒，介孔結(jié)構(gòu)的存在起到支架作用。鑒于TiO2顆粒是n型半導(dǎo)體，所以以TiO2顆粒為介孔層結(jié)構(gòu)的另一個(gè)作用是傳輸電子。由于TiO2顆粒不利于電子快速傳輸，為了改善TiO2的電子傳輸能力，本文采用TiO2納米纖維替代TiO2顆粒

2、，以期提高TiO2介孔層的電子傳輸能力，利用靜電紡絲法制備一維TiO2納米纖維，研究TiO2納米纖維的制備以及作為介孔層對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池性能的影響。為了進(jìn)一步提高TiO2介孔層的電子傳輸能力，我們考慮在TiO2納米纖維中施加微量還原氧化石墨烯（rGO），研究rGO/TiO2復(fù)合納米纖維作為介孔層對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池性能的影響。具體研究工作如下：
　　1.采用溶膠-凝膠法制備TiO2致密層，探討了旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)，干燥，退火的順序?qū)χ?/p>

3、密層薄膜形貌的影響，結(jié)果表明當(dāng)以旋轉(zhuǎn)速度為5000r/min進(jìn)行旋凃，在80℃下的干燥箱中干燥2h，重復(fù)整個(gè)過程3次，再在管式爐中進(jìn)行退火時(shí)得到的TiO2表面比較平整，致密。
　　2.利用兩步法制備了鈣鈦礦層，研究了初始退火溫度對(duì)鈣鈦礦層的影響。測(cè)試結(jié)果表明當(dāng)初始退火溫度為55℃時(shí)，以一定的升溫速率升至100℃，在100℃下退火30min，得到的鈣鈦礦各方面性能較好。
　　3.采用靜電紡絲法制備了TiO2納米纖維，研究了不同

4、厚度TiO2納米纖維對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率的影響。結(jié)果表明當(dāng)紡絲時(shí)間為5min時(shí)，電池的效率相對(duì)于平面異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率最高，時(shí)間過長(zhǎng)或過短都會(huì)導(dǎo)致鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率的降低。
　　4.為了進(jìn)一步提高TiO2納米纖維的電子傳輸能力，我們?cè)赥iO2納米纖維制備中施加了微量rGO，通過靜電紡絲法獲得了rGO/TiO2復(fù)合納米纖維，設(shè)置紡絲時(shí)間為5min，研究rGO/TiO2復(fù)合納米纖維作為介孔層對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池性能的影響，