TiO2纳米晶复合纳米棒染料敏化太阳能电池.pdf

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1、物理化学学~．(WuliHuaxueXuebao1JulyActaP．一Chim．Sin．2011，27(7)，1701—17061701[Article】w、^，、V．whxb．pku．edu．cnTiO2纳米晶复合纳米棒染料敏化太阳能电池刘润花张森夏新元云大钦卞祖强，赵永亮(内蒙古大学化学化工学院，呼和浩特010021；：北京大学化学与分子工程学院，北京100871)摘要：通过二次水热法合成锐钛矿TiOz纳米棒(ANR)．采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE—SEM)gl透射电镜(TEM)等手段对其进行表征．通过调节ANR和锐钛矿纳米颗粒(ANP)的

2、掺杂比例来增加TiO纳米晶膜的光捕获效率和电子传输速率，并对比了单层结构(ANR+ANP)和双层结构(ANP／(ANR+ANP))(~]纳米晶膜光极的光电转化性能．存AM1．5、光强1O0mW·cm的模拟阳光下测试，染料N719敏化的双层结构太阳能电池光电转化效率达73％，比相同条件下单纯ANP光阳极器件的光电转化效率(6．1％)提高了20％．关键词：染料敏化太阳能电池纳米捧纳米颗粒：电了传输速率：光捕获效率光电转化效率中图分类号：O646；0644DSSCsUsingaNanopar-ticIe，NanorodCompositeTiO2FiImasaPhotoa

3、nodeLIURun—HuaZHANGSenXIAXin—YuanYUNDa．QinBIANZu—Qiang’ZHAOYong—Liang’-f。CollegeofChemistpyandChemicalEngineering,InnerMogoliaUniversi~,Hohhot010021，PR．ChinaCollegeD，Chemist~andMolecularEngineering,PekingUniversity,Beijing100871，PRChina)Abstract：Ti02anatasenanorodsfANR)weresynthesized

4、byatwo—stephydrothermaImethodThematerialswerecharacterizedbyX—raydi仟raction(XRD)．fieldemissionscanningelectronmicroscopy(FE—SEM)，andtransmissionelectronmicroscopy(TEM)．1_0increasethefightharvestingeficiencyandelectrontransferrate，N719dye．sensitizedsolarcellsfDSSCs1wereconstructedandco

5、mparedbyadjustingthedopingratiooftheanatasenan0particles(ANP)andANRintheTiO2nanocrystallinefiImthatwasusedasaphotoanodeintheDSSCs．ThebestIight．to．electricityconversioneficiency(7．3％)wasobtainedforadouble．1ayeredphotoanode(ANP／(ANR+ANP))cell，whichiS20％higherthanthetraditionaIsingle—lay

6、eredANPcelff6．1％)whentestedunderthesameconditionsandatAM1．5，1O0mW·cm～．KeyWords：Dye—sensitizedsolarcell；Nanorod；Nanoparticle；ElectrontransferrateLightcaptureeficiency；Photoelectricconversioneficiency1引言系数的染料和穿透整个TiO：薄膜并与染料的氧化近年来，染料敏化太阳能电池由于其高效率、还原电位相匹配的电解液．对于TiO光电极，存在低成本和制作工艺简单等优势而得到广泛

7、的关着许多影响电池效率的因素，其中两个最主要的因注．染料敏化太阳能电池中的主要部分是高比表素是光捕获效率和电子传输速率．首先，光捕获效面积的TiO膜、可化学吸附并对太阳光有强的吸收率的改善与纳米颗粒的比表面积以及它们的光散Received：February28，20l1：Revised：May19，2011；PublishedonWeb：June3，2011Correspondingauthors．BIANZu—Qiang，Email：bianzq@chem．pku．educn；Tel：+86—10-62753544．ZHAOYong—Liang，Email：hx

8、zhaoy