基于DSSC光陽極二氧化鈦的制備、改性及光電性能研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池因其簡單的制作工藝、低廉的成本、穩(wěn)定的性能等特征而成為未來光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)最具有前景的方向之一。電池的各組成部分中,光陽極薄膜是影響電池性能的最重要因素,它即是染料吸附的載體,又是電子傳輸?shù)耐緩胶蛷?fù)合反應(yīng)發(fā)生的位點(diǎn)。本論文采用不同方法對納米晶TiO2多孔薄膜進(jìn)行改性,并對其組成進(jìn)行優(yōu)化以提高半導(dǎo)體薄膜的光電轉(zhuǎn)換性能。
　　 采用超聲技術(shù)混合法制備了石墨/TiO2復(fù)合物,掃描電鏡結(jié)果表明石墨的加入對TiO2表面形貌具

2、有一定影響,進(jìn)而改變了薄膜對染料的吸附量。采用光電壓-光電流曲線、交流阻抗和開路電壓衰減等測試對電池的光電性能進(jìn)行表征。結(jié)果表明,0.01 wt％石墨的添加量使得電池的光電效率提高了30％,Jsc從9.03 mA·cm-2上升到12.59mA·cm-2,提高了40％。當(dāng)添加的石墨超過一定量時(shí),電池的性能開始下降。當(dāng)石墨添加量為0.05 wt％時(shí),轉(zhuǎn)換效率僅為3％。研究證明適量的石墨有利于Rct的增加,從40.2Ω提高到89.7Ω,這意味

3、著降低了電子復(fù)合。但過量的石墨則縮短了電子壽命,從而大大降低了光電流。
　　 采用水熱法制備TiO2時(shí),系統(tǒng)的考察了溶液pH值、反應(yīng)溫度和時(shí)間對產(chǎn)物光電性能的影響。結(jié)果表明酸性環(huán)境,反應(yīng)溫度和時(shí)間分別為180℃和18 h時(shí)所制備樣品的光電性能最佳。接下來采用Hummer法和化學(xué)還原法制備石墨烯,然后采用水熱法制備了石墨烯/TiO2復(fù)合物。分別采用原子力顯微鏡、傅里葉紅外光譜、掃描電鏡和X射線衍射手段對石墨烯和石墨烯/TiO2復(fù)合