性能增强的双层TiO₂复合膜染料敏化太阳能电池

冉慧丽^1,2，黄浩^1,2，马梦君^1,2，翟进生^1,2，范佳杰^1,2

1. 郑州大学材料科学与工程学院2. 郑州大学国家低碳环保材料智能设计国际联合研究中心

摘 要：采用水热法制备了一维TiO₂纳米棒阵列、二维Ti O2纳米片和三维TiO₂微球。将TiO₂纳米棒阵列/纳米片-微球双层薄膜应用于染料敏化太阳能电池（DSSC）,研究了TiO₂纳米片与微球的质量比对电池光电性能的影响。采用场发射扫描电镜、氮气吸附脱附等温线、X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、荧光光谱和电化学阻抗谱对样品进行了表征。研究表明,纳米片与微球的质量比显著影响膜电极的光学和电学特性,以及电池的光电性能。含50wt%TiO₂纳米片膜电极具有最高的染料吸附量、最强的光吸收、最小的传输电阻和最低的荧光强度。含25wt%、50wt%、75wt%和100wt%纳米片的DSSC的效率分别为1.46%、1.71%、1.26%和1.13%。含50wt%纳米片的电池具有最优的性能,这是因为该组分电极具有较好的光吸收特性、较小的载流子复合速率以及较快的电子传输。

关键词：水热法;TiO₂;双层膜;染料敏化太阳能电池(DSSC);