TiO_2包覆层结晶度对染料敏化太阳能电池性能的影响

【摘要】：二氧化钛(TiO_2)纳米颗粒广泛应用于染料敏化太阳能电池的光阳极。设计了一种以TiO_2纳米颗粒包覆Ag纳米线阵列的异质结作为光阳极的新型结构的染料敏化太阳能电池。通过控制水热反应温度制备了两种具有不同结晶度的TiO_2纳米颗粒包覆层,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)对包覆层的形貌和晶体结构进行了表征,通过I-V曲线和紫外光电子能谱(UPS)分析了TiO_2包覆层的结晶度对电池性能的影响。结果表明:TiO_2包覆层的结晶度对组装后的电池效率具有显著影响,TiO_2结晶度较低的电池具有较高的开路电压(Voc),结晶度较高的电池具有较大的短路电流密度(Jsc)。理论分析表明:电池开路电压的差异来源于TiO_2包覆层结晶度不同导致的电子结构的变化;而短路电流密度的差异则是由光阳极表面积大小和电子从染料激发态向TiO_2导带注入效率不同造成的。 【作者单位】： 钢铁研究总院功能材料研究所;北京精密合金技术北京市重点实验室;
【关键词】： 包覆结构 TiO纳米颗粒 Ag纳米线阵列 结晶度 光伏特性
【基金】：国家自然科学基金项目(51301041)资助
【分类号】：TM914.4
【正文快照】： 二氧化钛(Ti O2)由于其特殊的电子结构与表面特性被广泛应用于光催化[1-3]和染料敏化太阳能电池(DSSC)领域[4-6]。通常DSSC以Ti O2纳米颗粒作为电池的光阳极,染料吸附于Ti O2纳米颗粒表面。这种结构光阳极的优点是染料的吸附面积比较大。然而,由于Ti O2纳米颗粒三维网络中存在

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