静电喷雾法制备高效染料敏化太阳能电池的二氧化钛光阳极

【摘要】：TiO2光阳极膜是染料敏化太阳能电池(DSSC)的核心部件之一,它对电池的光电转换效率起决定性作用.TiO2电极一般采用刮涂法和丝网印刷法制备.近3年,通过静电喷雾制备光阳极的方法得到国内外学者的关注.静电喷雾制备光阳极会受到多种因素的影响,如电压、流速、悬浮液浓度、喷雾距离以及喷雾时间等.但这些因素对成膜和DSSC器件性能的影响却没有得到全面的研究或者报道.本文使用静电喷雾法制备了多孔TiO2纳米膜,并研究了以其为电极的电池器件特性.经过超声充分分散的稳定TiO2乙醇悬浮液在高电压下喷雾到导电玻璃上成膜.通过改变电喷雾距离,得到了具有不同形貌的TiO2光阳极膜,并解释了其形成的机理及其对电池性能的影响.研究还表明,光阳极膜的TiCl4处理能够很好地改善电池性能.通过优化,基于流速为0.8 mL/h、电喷雾距离和时间分别为2.2 cm和8 min条件下制备的光阳极,结合TiCl4处理,组装的电池在模拟太阳光源AM 1.5G下光电转化效率达6.24%. 【作者单位】： 南京邮电大学材料科学与工程学院信息材料与纳米技术研究院;江苏省平板显示与固体照明工程中心
【关键词】： 染料敏化太阳能电池 光阳极 静电喷雾 二氧化钛
【基金】：国家自然科学基金(20974046,61077021,61076016) 国家重点基础研究发展计划项目(973计划,2009CB930600) 南京邮电大学基金(NY212050,NY212076)资助
【分类号】：TM914.4
【正文快照】： 1引言人类对能源的需求逐年增加,预计到2050年,全球能源的年需求约为28 TW(1TW=1012W)[1].由于储量有限,煤、石油、天然气等常规化石能源已不能满足人们日益增长的能源需求;而且,常规能源的使用会对环境造成不利影响,如温室效应引起的全球变暖和海平面上升、酸雨污染[2],从而

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