zno团聚体纳米片复合光阳极膜染料敏化太阳能电池

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1、ZnO团聚体/纳米片复合光阳极膜染料敏化太阳能电池MW宣采用水热法，以ZnO团聚体膜为生长衬底，放罝于Zn(N03)2•6H20浓度为0.07mol/L的Zn(N03)2•6H20/尿素生长液中，在90°C下反应7h,制备ZnO团聚体/纳米片复合膜。采用X射线衍射仪、透射电子显微镜和扫描电子显微镜对粉和ZnO薄膜的物相组成和形貌进行表征，采用太阳光模拟器和数字源表测试丫电池的J-V曲线，通过电化学阻抗谱分析了电池内部电子传输情况。结果表明：以ZnO团聚体/纳米片复合膜组装成的染料敏化太阳能电池其短路电流密度(Jsc),开路电压(Voc),填充因子(FF)和光电转化率(PCE)

2、分别为17.07mA*cm’2,0.69V,0.68和8.01%,光电转化率相比于ZnO团聚体光阳极电池提高了76.43%o关键词：染料敏化太阳能电池;ZnO;团聚体;纳米片;复合光阳极;基金：国际科技合作专项(2013DFA51000)ZnONanocrystal1ineAggregates/NanosheetsCompositeBasedDye-SensitizedSolarCellsWANGYanxiangHUANGLiqunLIJiakeYANGZhishengGUOPingchunJingdezhenCeramicInstitute,KeyLaboratoryofF

3、uelCellMaterialsandDevices;Abstract：ZnOnanocrystallineaggregates(NAs)/nanosheets(NSs)compositefilmwaspreparedviahydrothermalmethod,withsuspendingtheZnONAsfilmupside-downinasealedbottlecontaininganaqueoussolutionof0.07mol/Lzincnitrateandurea.Thereactiontemperatureandtimewere90°Cand7h.Thephas

4、ecompositionandmorphologyofZnONAspowdersandZnOfilmswerecharacterizedbyXRD，SEMandTEM.J-Vcurvesofthedyesensitizedsolarcells(DSSCs)weretestedbythesolarsimulatorandKeithley2400.Electrochemicalimpedancespectroscopy(EIS)wasalsocarriedouttoanalyzetheinternalelectronictransmissionperformance.Theres

5、ultsshowedthattheshortcircuitcurrentdensity(Jsc)，opencircuitvoltage(Voc)，fillfactor(FF)andphotoelectricconversionefficiency(PCE)oftheDSSCsassembledwithZnONAs/NSscompositefilmswere17.07mA•cm2,0.69V,0.68and8.01%,respectively.ComparedwithZnONAsDSSCs,thephotoelectricconversionefficiencyofZnONAs

6、/NSsDSSCsincreasedby76.43%.Keyword：dyesensitiziedsolarcells;ZnO;nanocrystallineaggregates;nanosheets;compositephotoanode;0引言1991年，MGdtzel等人将纳米晶Ti02半导体薄膜以及钌基有机化合物染料应用于染料敏化太阳能电池(dyesensitizedsolarcells,DSSCs)中,获得了光电转换效率(photoelectricconversionefficiency,PCE)为7.12%的DSSCsUl，从此开启丫对DSSCs研究热潮。DSSC

7、s因制备工艺简单，成本低廉和性能稳定等优点被认为是最具潜力的新型太阳能电池之一。DSSCs由导电基底，纳米晶光阳极膜，染料，电解质和对电极等构成，其中纳米晶光阳极膜是DSSCs的核心部件［2-3］。光阳极膜在DSSCs中起着负载染料和传输电子的作用,理想的光阳极膜应具备大的比表面积、快速的电子传输和好的光散射能力三个条件。Zn0作为光阳极材料在DSSCs的应用研宄是DSSCs领域的研宄热点。相比最常用的Ti02光阳极材料，Zn0的电子扩散系数要高了近两个数量级，而且Zn0晶体形貌多，合成工艺更丰富和简单