银金修饰TiO_2纳米管阵列光阳极的制备及其光伏性质

【摘要】：采用阳极氧化法,以金属钛箔为原料制备了TiO2纳米管阵结构染料敏化纳米晶太阳能电池(DSSC)光阳极,并用电沉积、光沉积和真空蒸发法对其表面分别进行金属Ag和Au修饰。对金属修饰前后的光阳极用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射分析仪(XRD)表征发现:阳极氧化法制备的TiO2纳米管阵列结构规整有序;经过化学沉积后,其表面均覆盖有一层致密的金属粒子薄膜。测量光电流密度-电压(J-V)曲线和电化学阻抗谱(EIS)发现:相比纯TiO2纳米管阵列,经过Ag修饰后的TiO2阵列其短路电流密度和开路电压最大可以分别提高到前者的4.9和1.7倍,并且其电化学阻抗出现显著降低。研究表明:金属Ag修饰改善了TiO2纳米管之间的连通性,提高了TiO2光阳极中电子的传输效率,并通过等离子共振激发出光电子,同时与TiO2相互作用,使其在可见光区域也能够促进电子-空穴对的分离。 【作者单位】： 西北工业大学凝固技术国家重点实验室;
【关键词】： 复合材料 Ag Au 光阳极 TiO纳米管阵列 电沉积 光沉积
【基金】：国家自然科学基金(50971100,50671082) 西北工业大学基础研究基金(NPU-FFR-ZC200931),西北工业大学研究生创业种子基金(Z2011002,Z2010011)资助项目 凝固技术国家重点实验室自主研究课题(Grant No.30-TP-2009)
【分类号】：O614.411
【正文快照】： 近年来,以TiO2材料作光阳极的染料敏化纳米晶太阳能电池(DSSC)以成本低、工艺简单及性能稳定的优点,成为国内外竞相研究的热点,但其在工业化过程中还存在着自身无法突破的瓶颈,如TiO2带隙较宽(3.2 eV)、光生电子-空穴对寿命短等[1]。这些问题一定程度上降低了DSSC的光电转化

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