基于氮掺杂氧化钛光阳极的高效染料敏化太阳电池

分别以氨水、尿素、三乙胺为氮源,采用湿法合成3种氮掺杂氧化钛(TiO2-xNx)粉体。为了考察不同氮源的影响,对3种TiO2-xNx粉体和薄膜进行性质表征。结果表明:3种TiO2-xNx的晶型均为锐钛矿型;在400～550nm处均出现新的吸收峰;3种TiO2-xNx的比表面积和氮掺杂量均有所差异。将3种TiO2-xNx应用到染料敏化太阳电池中研究其光电性能,其中以氨水为氮源合成的氮掺杂体系的电池获得最高的光电转换效率8.32%,与未掺杂TiO2和P25电极相比,光电转换效率分别提高17%和44%。氮掺杂太阳电池中光电流的增大是染料吸附量的增加与较快的电子传输速度的协同作用。

简易模板剂法制备多级介孔TiO_2微球及其在染料敏化太阳能电池中的性能

采用模板剂法一步合成分级结构的介孔TiO2微球,考察了烷基胺类模板剂中烷基链长度对介孔TiO2微球合成及性能影响.将其应用于染料敏化太阳能电池的光阳极半导体薄膜中,得到了9.52%-10.15%的高能量转换效率.X射线衍射(XRD)、物理吸附仪(BET)、扫描电镜(SEM)等的分析结果表明:分级结构介孔TiO2微球的晶相为纯锐钛矿型;介孔TiO2微球表面粗糙,是由14-18nm的纳米粒子堆积形成,使微球具有介孔性质和较适宜的比表面积.介孔TiO2微球堆积形成了利于物质扩散的通道并具有良好的光散射效果;同时微球介孔粗糙表面保证了染料的大量吸附,从而提高了电池的光电流.通过电化学阻抗分析结果验证了分等级结构介孔TiO2微球光阳极有利于电解液的传输和物质扩散的优异性能.