藕粉在制备TiO2及其染料敏化太阳能电池的应用

毛小丽,　郭慧尔,　吉凤巍

(1.合肥工业大学 材料科学与工程学院,安徽 合肥　230009; 2.合肥工业大学 电子科学与应用物理学院,安徽 合肥　230009)



藕粉在制备TiO2及其染料敏化太阳能电池的应用

毛小丽1,2,郭慧尔1,2,吉凤巍2

(1.合肥工业大学 材料科学与工程学院,安徽 合肥230009; 2.合肥工业大学 电子科学与应用物理学院,安徽 合肥230009)

文章采用溶胶凝胶(sol-gel)法,以藕粉和聚乙二醇作为造孔物,在不同烧结温度下制备尺寸为10 nm的多孔TiO2颗粒,并且将经过520 ℃热处理后得到的锐钛矿晶型TiO2颗粒应用于染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs),并研究了藕粉对TiO2光阳极组装的DSSCs光电性能的影响。结果表明,当加入1 g藕粉,TiO2的比表面积和孔隙率增大;膜厚为5 μm的TiO2光阳极DSSCs的光电转换效率达到了4.05 %。

二氧化钛;溶胶凝胶法;藕粉;晶型;染料敏化太阳能电池

0　引　　言

TiO2是一种常见宽禁带(3.2 eV)的半导体金属氧化物,其晶体结构主要有锐钛矿和金红石。由于TiO2具有很多特殊的性能,且资源丰富,因此得到了广泛关注。不同形貌的TiO2纳米材料在光、电、化学等方面具有很多优良性能,将其用于太阳能电池的光阳极材料的研究不断深入[1]。1991年,多孔TiO2纳米材料用于染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs),其光电转换效率[2](η)达7.1%。各种半导体金属氧化物(如TiO2、 ZnO、 WO3、 SnO2)作为光阳极材料,已经得到广泛应用[3-6]。TiO2由于其对染料的强吸附能力、高的化学稳定性以及在DSSCs中表现出优越的性能[7]而被关注。TiO2光阳极中电解质的渗透和I3-的扩散性能对DSSCs的光电性能起决定作用。因此,增大光阳极比表面积和孔隙率是提高电池η的重要途径之一[8]。……