不同结构与形貌的TiO_2纳米管阵列在染料敏化太阳能电池中的应用

【摘要】：高度有序的TiO2纳米管阵列能够减少界面复合、提高载流子定向传输效率以及增加光散射,从而使其在染料敏化太阳能电池(DSSCs)中具有潜在的应用价值.纳米管的表面形貌和结构(如长度、壁厚、管直径和管间距)等都会对电池效率产生一定的影响.本文采用阳极氧化的方法,用甲酰胺(FA)、乙二醇(EG)、少量的水以及氟化铵作为电解液,成功制备了具有不同粗糙度的TiO2纳米管阵列.随着FA和EG比例的不同,纳米管的管口直径在72～120nm之间变化,同时,管壁也在19~47nm之间变化.随着FA含量的增加,管壁的粗糙度也逐渐增加.将该TiO2纳米管阵列作为光阳极应用于DSSCs中,发现开路电压和壁厚密切相关,短路电流密度与管长和管间距等因素也有着紧密的联系,这些结果为进一步研发不同结构的TiO2纳米管阵列在DSSCs中的应用提供了理论与实验依据. 【作者单位】： 南京工业大学材料科学与工程学院;国家纳米科学中心;
【关键词】： 染料敏化太阳能 电池 TiO纳米管 结构 开路电压 电流密度
【基金】：科技部国际合作专项(2010DFB63530) 国家自然科学基金(51043010,21203039) 中国科学院“百人计划”资助
【分类号】：TM914.4;TB383.1
【正文快照】： 染料敏化太阳能电池(DSSCs)是一种光电化学太阳电池(PSC),由光阳极、含氧化还原对的电解液和对电极构成.自1991年以来,瑞士Gr tzel小组[1]报道了一种新型的DSSCs,由纳米多孔TiO2薄膜光阳极、Ru三吡啶络合物染料敏化剂和含碘氧化还原对的电解液组成.与传统的无机p-n结电池相比,

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