Sb_2S_3对枝状TiO_2阵列的修饰及其在杂化太阳电池中的应用

为了提供多条电子传输通道,增加窄禁带半导体和有机半导体的负载量,采用一步水热法,在FTO基底上制备了由纳米管和纳米线组装而成的枝状TiO_2;通过化学浴沉积法,在枝状TiO_2上成功地制备了窄禁带半导体Sb_2S_3;利用SEM,XRD,紫外-可见吸收光谱,瞬态光电流,稳态荧光光谱及J-V曲线等手段,对样品形貌、晶型、吸光性能和光电性能进行了表征和测试,探究Sb_2S_3沉积时间对电池效率的影响。结果表明:稀疏的枝状TiO_2阵列垂直于FTO导电玻璃生长,为电荷传输提供了有利条件;Sb_2S_3的加入,加强了电极材料对可见光的吸收,提高了光电流强度及荧光猝灭强度,有利于光生载流子的产生和转移;由枝状TiO_2/Sb_2S_3(3h)/P3HT/PEDOT∶PSS/Au构成的杂化太阳电池的能量转换效率达到了1.10%,是未沉积Sb_2S_3的杂化太阳电池能量转换效率的10倍。在多级结构TiO_2上沉积Sb_2S_3,有利于提高电极材料对可见光的吸收,加强光生载流子的传输能力,拓宽光谱响应范围,提高光电性能,对于解决单纯TiO_2电极吸收强度较弱和光谱响应范围较窄等问题具有重要意义。