三维有序氧化钛中空球薄膜的制备及其光电性能

陈爱莲¹，唐昭芳²，陈杨^2,3，陈志刚³

1. 常州大学机械工程学院2. 常州大学材料科学与工程学院3. 苏州科技学院江苏省环境功能材料重点实验室

摘 要：为了提高染料敏化太阳能电池（DSSC）的光电转化效率,以聚苯乙烯微球（290-300 nm）自组装形成的胶体晶体为牺牲模板制备了三维有序氧化钛中空球（3DOHS-Ti O2）薄膜材料,考察了以P25-Ti O2/3DOHS-Ti O2双层膜为光阳极的电池的光电转化特性。扫描电镜结果表明:3DOHS-Ti O2样品中的Ti O2中空球呈紧密六方排列,其球心距为260-270 nm,壁厚为40-50 nm,相邻的Ti O2中空球彼此之间通过孔洞相互连接;透射电镜结果表明:Ti O2中空球体由尺寸约为10 nm的锐钛矿相氧化钛颗粒组成,其壳壁上有由颗粒间堆积形成的介孔。光电性能测试结果表明:P25-Ti O2/3DOHS-Ti O2/DSSC的光电转化效率可达6.98%,明显优于常规的P25-Ti O2/DSSC（4.32%）,其原因是双层膜光阳极中的3DOHS-Ti O2薄膜对太阳光散射和捕捉能力的增强。

关键词：无机非金属材料;氧化钛;三维有序结构;胶体晶体模板;染料敏化太阳能电池;