染料敏化太阳能电池阻挡层的制备及其性能研究

采用电子束蒸发法在光阳极导电玻璃基底上制备了一层致密的TiO2薄膜,并在氧氛围下进行不同温度的退火处理。以此TiO2薄膜为阻挡层来阻止电解质溶液中I3-与导电玻璃基底上光生电子的复合。分别利用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对此薄膜的结构和成分进行表征。制备不同厚度的TiO2阻挡层薄膜并研究其对电池光电性能的影响。实验结果表明,阻挡层的引入有效地抑制了暗反应的发生,提高了染料敏化太阳能电池(DSSC)的开路电压、短路电流和光电转换效率,比未引入阻挡层的DSSC的光电转换效率提高了31.5%。

碳化硼球面薄膜及空心微球的制备

采用电子束蒸发镀膜技术,结合磁控滚动方法在φ1 mm的钢球基底上制备碳化硼球面膜层,通过退火、打孔及腐蚀获得碳化硼空心微球.主要研究了球面膜层的宏观形貌、微观结构、成分及初步探讨了不同退火温度（800~1100℃）对核膜结构空心化的影响.利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱分析（XPS）、原子力显微镜（AFM）对球面薄膜表面形态和薄膜元素组成进行了分析.结果表明：磁控滚动模式制备的球面膜层表面平整,没有裂纹和孔洞,元素分布均匀.核膜结构（镀膜时间在5~70 h）经900℃以上温度退火,空心化后的球面膜层可实现自支撑,900℃退火的微球表面形貌最好,壁厚可达10μm以上.

跳动及滚动激励制备的碳化硼涂层表面形貌的对比

利用电子束蒸发技术蒸发碳化硼,通过弹跳激励和滚动激励两种方案来随机滚动小球,从而分别在玻璃和钢球心轴上制备了碳化硼涂层.采用扫描电子显微镜对涂层表面形貌进行了分析.同采用弹跳激励制备的涂层相比,在用滚动激励制备的涂层表面不存在裂纹和微粒脱落现象,其微粒生长的更大,相互接合的更致密.经对比证明,在制备碳化硼涂层上,滚动激励装置优于跳动激励装置.

电子束蒸发制备碳化硼微球涂层的工艺研究

自行设计一套筛网反弹盘三维沉积装置,用于电子束蒸发制备碳化硼微球涂层.采用电子束蒸发法并结合此装置在直径为1 mm的玻璃小球表面沉积了碳化硼涂层.研究了筛网振动频率、电子束制备工艺对沉积速率、涂层厚度以及涂层表面粗糙度的影响.采用X射线照相技术测试涂层的厚度;XPS测试涂层表面成分;AFM表征涂层的表面形貌和均方根粗糙度.结果表明:涂层主要成分为B_4C,表面较为光滑、均匀;当筛网振动频率为0.25 Hz,且电子束蒸发工艺参数定为:真空度P小于3×10^(-3) Pa,高压U等于6 kV,束流I在100 mA～120mA之间时,所制涂层表面形貌最佳.