氧化鋅納米棒陣列的制備及其作為染料敏化太陽(yáng)能電池陽(yáng)極的性能研究.pdf

1、作為一種重要的納米結(jié)構(gòu),氧化鋅納米棒陣列結(jié)構(gòu)具有很大的比表面積和量子尺寸效應(yīng),具有獨(dú)特的光、電、磁及化學(xué)性質(zhì),在染料敏化太陽(yáng)能電池中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。但目前用于制備氧化鋅納米棒陣列結(jié)構(gòu)的方法大多較復(fù)雜,步驟較多,且需要輔助試劑、生長(zhǎng)基底昂貴、成本較高,而得到的氧化鋅納米棒陣列的長(zhǎng)度也往往有限,限制了其應(yīng)用。鑒于此,本文嘗試采用簡(jiǎn)單的一步法在鋅片基底上制備多層氧化鋅納米棒陣列及類似形貌;通過(guò)研究堿性溶液中鋅片表面的腐蝕和氧化鋅生長(zhǎng)過(guò)程,

2、期望構(gòu)造生長(zhǎng)方向可控、比表面積大的氧化鋅陣列結(jié)構(gòu),并研究其作為染料敏化太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極的性能。本文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　1、利用簡(jiǎn)單的溶液法對(duì)基底鋅片進(jìn)行腐蝕,得到具有大比表面積的立體鏤空結(jié)構(gòu),進(jìn)而以其為基底生長(zhǎng)氧化鋅納米棒陣列,得到大比表面積的氧化鋅納米棒陣列。采用 X射線衍射儀(XRD)和掃描電鏡(SEM)分析了產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)和顯微形貌,并測(cè)定了其作為染料敏化太陽(yáng)能電池陽(yáng)極的性能。結(jié)果表明,制備的氧化鋅納米棒陣列的開路

3、電壓為0.49V,短路電流密度為3.59mA/cm2,填充因子為32.16％,光電轉(zhuǎn)化效率為0.56%。
　　2、采用簡(jiǎn)單的溶液化學(xué)法,在乙二胺輔助作用下在鋅基底上制備了多層氧化鋅納米棒陣列,考察了基底溶液濃度、pH、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等對(duì)納米棒陣列生長(zhǎng)的影響。采用XRD和SEM分析了產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)和顯微形貌,并測(cè)定了其染料敏化太陽(yáng)能電池性能。結(jié)果表明,提高溫度和基底溶液濃度有利于氧化鋅納米棒的生長(zhǎng),而提高pH值則有利于多層結(jié)構(gòu)的