二氧化鈦雙層膜的制備及其在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用.pdf

1、本課題采用轉(zhuǎn)化效率相對(duì)較高的TiO2作為復(fù)合膜主要材料，將形貌不同、性能優(yōu)異的TiO2材料以雙層結(jié)構(gòu)結(jié)合從而實(shí)現(xiàn)電極膜的多功能化。這種雙層結(jié)構(gòu)利用了納米晶顆粒呈現(xiàn)出優(yōu)異的染料吸附能力和一維納米管結(jié)構(gòu)在電子傳導(dǎo)具有相對(duì)的優(yōu)勢(shì)。
　　 采用水熱法在180℃下制得平均粒徑～20nm的銳鈦礦型二氧化鈦納米晶；在水熱溫度130℃下制得平均管長(zhǎng)～1μm、管徑～10nm左右的銳鈦礦型二氧化鈦納米管。通過(guò)刀片涂覆法先后將添加PEG的二氧化鈦納米

2、晶、納米管漿料沉積在FTO玻璃基底上，之后采用程序升溫煅燒法成功制得二氧化鈦雙層膜電極。通過(guò)調(diào)控膜組成和厚度得出：氧化鈦納米晶層與納米管層厚度比為5：3且電極膜厚度為16μm時(shí)雙層膜電池的光電性能最為優(yōu)異。
　　 通過(guò)光電流-光電壓曲線(I-V曲線)、交流阻抗圖譜(EIS圖譜)以及光電轉(zhuǎn)化效率(IPCE)三種測(cè)試方法全面分析了電池的光電性能。雙層膜電池總體的光電轉(zhuǎn)化效率為6.15％，比純二氧化鈦納晶膜電池的光電轉(zhuǎn)化效率高出44.

3、7％并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于純二氧化鈦納管膜電池。通過(guò)電池的交流阻抗圖譜研究了電池內(nèi)部電子傳輸狀態(tài)，測(cè)試發(fā)現(xiàn)二氧化鈦雙層膜電池具有最低的電子傳輸阻抗和最長(zhǎng)的電子壽命。二氧化鈦雙層膜電池、二氧化鈦納晶膜電池和二氧化鈦納管膜電池在固定波長(zhǎng)約530nm處光電轉(zhuǎn)化效率值分別為57.3％，40.3％和2.2％。與同厚度的純二氧化鈦納晶膜和純二氧化鈦納管膜電池相比，以二氧化鈦雙層膜電池呈現(xiàn)出最好的光電性能。
　　 本文將二氧化鈦雙層電極膜應(yīng)用于染料敏化