ZnO纳米棒在染料敏化太阳能电池中的应用

范咏梅,娄慧慧,杨胜沛,娄天军,张玉泉

（1.河南科技学院,河南新乡453003；2.新乡市功能有机分子重点实验室,河南新乡453003）

随着能源的紧缺,新能源的开发越来越受到各国的重视,而太阳能作为取之不尽用之不竭的重要能源,已经引起广泛的研究[1].在太阳能电池方面,对TiO2的研究最多,并且取得了不错的转换效率.而在众多的半导体中,ZnO是最有希望代替TiO2宽禁半导体材料.一维结构的ZnO纳米材料能够避免零维纳米材料无序堆积而造成的颗粒之间界面结构的复杂性,有利于电子的高速传输,降低电子的再复合的几率[2].

本文采用沉淀法制备了一维ZnO纳米棒,构建了染料敏化太阳能电池,并对其电化学性能进行了研究.

1 试验部分

1.1 试验试剂及测试仪器

试验试剂：二水醋酸锌（Zn（Ac）2·2H2O）、氨水、碘（I2）、碘化钾（KI）、乙腈、乙二醇、乙基纤维素、松油醇等,实验中用试剂均为分析纯.

测试仪器：1530VP场发射扫描电镜（SEM）观察ZnO的形貌；电化学工作站（CHI660D）用于电化学性能测试,XQ氙灯（XQ350-5 00 W）提供光源.

1.2 ZnO纳米棒的制备

参照文献[3],用电子天平称取25 g Zn（Ac）2·2H2O,在磁力搅拌下加入到250 mL蒸馏水中,逐滴加入氨水,调节溶液的pH=8,然后放置陈化1 h.将得到的白色沉淀抽滤并用蒸馏水洗涤,在105℃下干燥12 h,研磨,400℃下马弗炉中煅烧2 h,得到纳米ZnO纳米棒材料.

1.3 ZnO纳米棒染料敏化太阳电池的组装

1.3.1 Zn O纳米棒光阳极的制备 称取0.5 g ZnO纳米棒材料,加入10 mL无水乙醇充分研磨30 min,加入20 mL无水乙醇将浆料转移到烧杯中,在搅拌下加入0.1 g乙基纤维素和2.5 mL松油醇搅拌30 min,接着超声30 min,如此交替3次……