染料敏化太阳能电池中多孔电极制备及性能

【摘要】：将喷涂法应用于制备染料敏化太阳能电池光阳极,具有浆料制备简单、易操作、成本低廉等优势.本文以钛酸丁酯和P25为原料配制浆料,采用喷涂法制备二氧化钛薄膜,选择乙二醇作为造孔剂,探索了乙二醇的最佳加入量.通过对电池I-V曲线,二氧化钛薄膜表面粗糙度、染料吸附量和漫反射谱,以及光阳极的扫描电镜照片和交流阻抗图谱的分析,得到如下结果:当乙二醇与钛酸丁酯的体积比为1∶1时,二氧化钛薄膜的粗糙度最大,即孔隙率和比表面积最大,因此染料吸附量达到1.47×10-7mol·cm-2,电池性能最好,其中开路电压为0.69 V,短路电流为13.0 m A·cm-2,光电转化效率达到5.38%,比不加造孔剂时增加了将近1倍,此时电子的扩散转移电阻也最小. 【作者单位】： 北京科技大学冶金与生态工程学院;北京首钢吉泰安新材料有限公司;中国科学院北京纳米能源与系统研究所;北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室;
【关键词】： 染料敏化太阳能电池 多孔材料 电极 二氧化钛薄膜 喷涂 光电转化
【分类号】：TM914.4
【正文快照】： 1991年瑞士科学家Grtzel等制备出价格低廉且工艺简单的染料敏化太阳能电池(dye-sensitizedsolar cells,DSSC),引起世界各国的重视.经过研究者的不懈努力,目前在实验室条件下,染料敏化太阳能电池的光电转化效率已到达12.3%[1].作为染料敏化太阳能电池的重要组成部分之一,Ti O

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