基于鈦基底的高效染料敏化太陽能電池的研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池(dye-sensitized solar cell，DSSC)是一種低成本，環(huán)境友好，制備工藝簡單的新型太陽能電池，被認(rèn)為是可以取代硅太陽能電池能夠廣泛應(yīng)用。柔性可彎曲DSSC的研究更能夠開拓其應(yīng)用范圍及市場。由于金屬鈦(Ti)箔具有耐高溫性，低電阻性，耐腐蝕性以及輕便可彎曲等優(yōu)點(diǎn)，已被應(yīng)用于柔性DSSC的基底材料。本文詳細(xì)研究了Ti箔作為光陽極基底和對(duì)電極基底材料制備的高效小面積及大面積DSSC。
　　首先，

2、以Ti箔作為光陽極基底，研究了化學(xué)處理對(duì)它表面形貌及電池效率的影響。使用酸+雙氧水+四氯化鈦處理時(shí)，在Ti箔表面形成分層結(jié)構(gòu)，上層為二氧化鈦(TiO2)納米森林結(jié)構(gòu)，下層為TiO2納米粒子層，厚度分別是200 nm和600 nm。基于納米森林結(jié)構(gòu)的全柔性Ti箔DSSC效率達(dá)到8.46％。表征考察了TiO2納米森林層的作用，發(fā)現(xiàn)它對(duì)染料吸附量、電子傳遞和收集效率，抑制電子復(fù)合等方面有著積極的作用。制備了簡單廉價(jià)的P25漿料，基于其的全柔性

3、Ti基底DSSC效率達(dá)到7.8％。
　　其次，以Ti箔作為對(duì)電極基底，通過簡單的酸處理除去表面氧化物，制備出效率相當(dāng)于濺射Pt的Ti/Pt對(duì)電極。研究了不同氣體氛圍燒結(jié)對(duì)Ti/Pt對(duì)電極的影響，發(fā)現(xiàn)燒結(jié)中N2保護(hù)是必要的，而空氣燒結(jié)后對(duì)電極性能差的原因主要是表面TiOx的形成阻礙了電子向外傳遞。制備出效率可達(dá)8.81％的Ti/Pt對(duì)電極，相應(yīng)的FTO/Pt為8.53％。
　　最后，制備了活性面積2.7 cm2的Ti光陽極，導(dǎo)