电沉积TiO2纳米晶薄膜及其光电性能研究
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2009年6月电镀与精饰第3l卷第6期(总195期)。
7・对该TiO:薄膜进行了SEM和能谱分析,结果示于图2。
图2Ti02薄膜的SEM照片
可以看出TiO,薄膜表面出现了裂纹,被分成了左右,当波长大于700nm时透光率又有所下降。
很多小块,每--4,块上面又有很多小颗粒,这些颗粒TiO:薄膜的透光率在波长为320—380nm时逐渐大小均匀,d平均为0.5斗m左右。
在TiO:薄膜表面增大,当在380nm时达到18%。
波长在380~700不同的地方进行元素分析,结果表明图2(a)标记部nm时透光率变化不大,在20%左右。
TiO:薄膜的位主要含有Ti、0和Sn,其中小颗粒Ti的原子数分透光率要远小于导电玻璃的透光率,平均不到数为11.68%;图2(b)中的标记部位主要含有Ti、O20%。
和sn等元素,在薄膜的间隙处Ti的原子数分数为TiO:薄膜制备的太阳能电池的^U曲线如图48.97%,因此在裂纹间隙处并不是没有TiO,,而是所示。
一层较薄的TiO,薄膜,不存在漏镀现象;在图2(c)
中,离间隙较近的小块边缘上,主要含有Ti、O和Sn
等元素,Ti的原子数分数为23.82%。
因此可以确定薄膜上的小块也是TiO:。
TiO:薄膜表面的三个不同的部分,其Ti的原子数分数不同:小块的Ti原子数分数最大,小块上面小颗粒的Ti原子数分数次之,裂纹间隙中Ti原子数分数最小。
2.2Ti02薄膜光电性能
图3为TiO:薄膜和导电玻璃的在不同波长下的透光曲线(图3纵坐标中的r为透光度)。
1——导电玻璃;2——薄膜
图3TiO:薄膜和导电玻璃的透光曲线
对比透光曲线l与曲线2可以很明显看出,在所测波长范围内,TiO,薄膜的透光率小于导电玻璃的透光率。
波长在320~420nm之间时,导电玻璃的透光率急剧上升,由24%增加到80%左右。
当波长在420~700nm之间时透光率基本保持在80%
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图4太阳能电池的^U曲线
可以看出,太阳能电池的U开路为一0.513V,.,短路为22.8A/m2,填充因子FF(填充因子:电池具有最大输出功率时的电流密度和光电压的乘积与短路光电流密度和开路电压乘积的比值)为0.392,光电转换效率(光电转换效率:电池的最大输出功率Po与输入光功率Pi。
的比值称为光电转换效率)为0.466%。
3结论
从Ti的水溶液前驱体中电沉积TiO:薄膜电极。
TiO:薄膜经450。
C热处理后为纳米晶,其晶型为锐钛矿型。
TiO,薄膜表面有裂纹,包括三个不同的部分,不同部分的Ti的原子数分数不同。
以N719染料敏化的TiO:薄膜为阳极的太阳能电池U开路为0.513V,J短路为2.28mA/em2,填充因子FF
为0.392,光电转换效率为0.466%。