染料敏化太阳能电池中大孔tio2薄膜电极的制备及应用

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1、万方数据第iI期无机化学报v01．23NnII2007年l1月CtlINESEJOURNALOFINORGANICcHEMIsTRYNov一2007染料敏化太阳能电池中大孔TiO。薄膜电极的制备及应用李胜军+r12林原2杨世伟，冯树京2杨雷2肖绪瑞z(1哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院，哈尔滨150001)P中国科学院化学研究所分子科学中心光化学重点实验室。北京100080)摘要：采用溶腔．凝胶水热法制备了TiO：纳晶薄膜电极，晶型为锐钛矿型。为了提高电极的光电性能．利用聚苯乙烯小球做造孔剂，制备了含有大孔隙的'ri

2、o：纳品薄膜电极，孔径约为200nm，该电槛具有较好的光漫反射性能，更重要的是球形大孔的存在，提高了凝胶电解质在'rio：薄膜电极中的渗透和I，一离子的扩散性能，与不含大孔的Ti如电极榴盹，电池的短路光电流提高约2mA·cm4，光电转换效率提高O．6％。关键词：染料敏化太阳能电池；TiO：纳晶薄膜；聚苯乙烯球；离子扩散中图分类号：0614．41+1；TM914文献标识码：A文章编号：1001．4861(2007)11-1965—05PreparationandApplicationofTi02FilmwithLargeP

3、oresinDye-sensitizedSolarCellLISheng-Jun’’”LINYuan2YANGShi—WeilFENGShu-Jing。2YANGLei2XIAOXu-Rui2(1CollegeofMaterialScienceandCkm&dEngineering,HarbbtEng；MeringUniver．say,Harbin150001)(2KeyLaboratoryofPhotochemistryofCenterolMolecularSciences，Instituteo

4、Chemistry,C

5、hiMseAcademy∥Sciences，Beijing100080)Abstract：Nano—crystallineTi02filmwaspreparedbYcombiningthesol-gelandhydrothermalprocess．Thecrystaltypewasidentifiedasanatage．Toimprovethephotoelectricproperties，theTi02filmelectrodewith200nmsphericalporeswasprepared．Thisfilmisw

6、ithfinediffusereflectionproperties，andmoreimportantly，thepenetrationofthegelelectrolyteandthediffusionpropertiesof13一ionareenhanced．Asaresult，theshort-circuitphotocurrentofthisgelelectrolytesystemisincreasedbyabout2mA‘cm4andthephotoelectricconversionefficiencyisi

7、ncreasedbyabout0．6％．Keywolds：dye—sensitizedsolarcell；nano-crystallineTi02film；p出-styrenesphere；iondiffusion0引言染料敏化太阳能电池与硅及GaAs、[nP、CdS等无机薄膜太阳能电池相比．制作工艺简单、价格低廉．是世界各国竞相研究的热门课题I⋯。染料敏化太阳能电池主要包括有机染料敏化的TiO。电极、载铂对电极和含有KI(或LiI)和I，电解质的电解液三部分。目前．一般是将KI(或Lil)和k溶解在乙烯碳酸酯，丙烯碳酸

8、酯、三甲氧基丙腈等小分子有机化合物中．形成电解液。在电解液中会发生如下反应：12+I一．÷If在染料敏化太阳能电池工作时．太阳光首先把吸附在TiO，电极上的有机染料激发，处于激发态的染料分子不稳定．释放电子成为染料正离子．生成的电子迁移到能带较低的TiO：导带中，通过外电路形成光电流．在电池内部．释放电子后的染料正离子被I。离子还原。而I一被氧化为13一，生成的I，一通过扩散迁移到载铂对电极并还原为I一。在乙烯碳酸酯，收稿口期：2007-07．23。收修改稿H期：2007-09．18。国家自然科学基金资助项目(No．50

9、221201)；国家重点基础研究发J捌(973计划)资助项目(No．2006CB202605)。‘通讯联系人。E—mail：lishengjtm@hrbeu．educn第一作者：李胜军．男，27岁．博士研究生，讲师：研究方向：光电化学．新型化学电源材料研究。万方数据1966无机化学学报第23卷丙烯碳酸酯、三甲氧基丙腈