表面修饰的TiO2太阳能电池界面特性研究-论文.pdf

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1、第30卷第4期无机化学学报Vo1．30No．42014年4月CHINESEJ0URNAL0FIN0RGANICCHEMISTRY763．769表面修饰的TiO2太阳能电池界面特性研究李艳，2庄全超，3王洪涛1吴文伟2赵宇龙3强颖怀31中国矿业大学机电工程学院，徐I．12211161(中国矿业大学理学院，徐州221116)3中国矿业大学材料科学与工程学院锂离子电池实验室，徐州221116)摘要：用水热法制备了具有典型锐钛矿晶型的TiO：纳米材料，采用Cr(N03)对TiO薄膜电极进行修饰改性。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(sEM)和光电子能谱(xPs

2、)测试电极的物相及表面结构，结果显示TiO：薄膜表面包覆一层粒径较大的氧化铬颗粒，整个电极仍保持均匀的多孔结构。电流一电压q-)曲线测试结果显示，改性后最佳电极的短路电流和光电转换效率分别比改性前提高了31．1％和40．4％。用电化学阻抗谱(EIS)测试电池的界面特性，从测试结果可以看出，相同偏压下，改性后电池的TiO~／染料／电解质界面电阻更大，说明氧化铬包覆层在一定程度上抑制了界面的电子复合，改善了电池的光电输出特性。关键词：TiO：薄膜；染料敏化太阳能电池；电化学阻抗谱；表面修饰中图分类号：TM914．4文献标识码：A文章编号：1001—4861(20

3、14)04—0763—07DoI：10．11862／CJIC．2014．052ElectrodeInterfaceCharacteristicsofTi02SolarCellswithSurfaceModificationLIYan．-ZHUANGQuan．ChaoWANGHong—TaoWUWen—WeiZHA0Yu．LongQIANGYing．Huai(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou，Jiangsu221116，C

4、hina)(2SchoolofScience，ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou，帆221116,China)(3Li—ionBatteriesLab，SchoolofMaterialScienceandEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou，Jiangsu221116,China)Abstract：TiO2nanomaterialwithtypitalanatasewaspreparedbyhydrothermalmethod．Asu

5、rfacemodificationmethodwascarriedoutbyoverlayercoatingonthesurfaceofTiO2thinfilmusingCr(NO3)3．ThesurfacephaseandmorphologyofelectrodeswerecharacterizedbyXraydiffraction(XRD)，scanningelectronmicroscopy(SEM)andX—rayphotoelectronspectroscopy(XPS)．Theresultsshowedthatalayerofchromiumox

6、idewithlargerparticleswascoatedonTiO2thinfilmandtheelectroderemainshomogeneousporousstructure．Thecurrent-voltage(I-V)curvesrevealedthatshortcircuitcurrentandphotoelectrictransfereficiencyoftheoptimalmodifiedelectrodeenhancedby31．1％and40．4％respectivelymorethanbefore．Interfacecharact

7、eristicsofcellswerediscussedusingEIS．Seenfromtheresults，theresistanceofTiOJdye／electrolyteinterfaceofmodifiedelectrodewasmuchlargerthanbeforeatthesamebias．ItisindicatedthatchromiumoxidecoatingonTiO2thinfilmsuppressedthechargerecombinationreactionsandimprovedtheperformanceofDSSCs．Ke

8、ywords：TiO2thinfilm；dye—se