TiO2納米棒的制備及其在染料敏化太陽能電池中的應用.pdf

1、染料敏化太陽電池（DSSC）是一種新型的太陽能電池，具有生產成本低廉、制作工藝簡單、使用壽命長等優(yōu)點，被認為是傳統(tǒng)硅太陽能電池的有力替代者，提高其光電轉換效率是目前DSSC的研究重點。光陽極作為DSSC的關鍵材料，其形貌和結構對電池性能有著很大的影響。傳統(tǒng)的TiO2納米顆粒多孔薄膜，由于顆粒之間存在大量晶界，成為電子-空穴復合的中心，限制了DSSC光電轉化效率的提高。一維結構的納米材料，具有優(yōu)異的電子傳輸特性和光散射性能，可以被用來提高

2、DSSC的光電轉化效率。因此，本文主要嘗試利用水熱法合成一維有序的納米棒，并將其應用在DSSC中。具體包括：
　?。?）采用水熱法在FTO導電玻璃基底上直接合成一維有序的TiO2納米棒陣列，通過改變實驗條件，探討基底、鹽酸和鈦源對TiO2納米棒陣列生長的影響，分析了TiO2納米棒的生長機理。結果表明：反應得到的TiO2納米棒陣列是一維有序的單晶金紅石相結構，并且沿[001]方向擇優(yōu)取向，垂直 FTO基底臺階式生長。FTO導電面和鹽

3、酸是TiO2納米棒取向生長的關鍵因素。
　?。?）通過控制水熱反應時間、水熱溫度、前驅體濃度，制備出不同直徑和厚度的一維有序 TiO2納米棒陣列，實現(xiàn)了TiO2納米棒陣列的可控生長。TiCl4處理后，將不同厚度的納米棒陣列組裝成染料敏化太陽能電池，并對其光電性能進行表征。結果表明：當納米棒厚度為3μm時，電池轉化效率最佳。
　?。?）采用絲網(wǎng)印刷工藝在上述納米棒陣列上制備了TiO2納米棒/納米顆粒復合結構光陽極（NR+NP）