TiO2复合薄膜太阳能电池的性能
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tio2薄膜_退火__解释说明以及概述
tio2薄膜退火解释说明以及概述1. 引言：1.1 概述本文旨在探讨和解释tio2薄膜的退火过程及其对薄膜性质的影响。
tio2薄膜作为一种重要的功能材料，在光电、光催化、电化学等领域具有广泛应用。
而退火作为一种常见的热处理方法，可以引起tio2薄膜结构和性能的变化，因此是研究和改善薄膜性能的关键步骤之一。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分进行介绍。
首先，在引言部分先进行了概述，并解释了文章的目的。
接下来，在第二部分将详细介绍tio2薄膜以及退火对其性质的影响。
然后，第三部分将阐述tio2薄膜退火实验方法与步骤。
随后，在第四部分会对实验结果进行分析和讨论，包括观察表面形貌、比较光学和电学性质以及解读X射线衍射数据等方面。
最后，在第五部分给出本次研究的总结发现及启示，并展望未来可能的研究方向。
1.3 目的本文的主要目的是深入探讨和解释tio2薄膜退火过程中发生的物理变化和机制，并通过实验方法来验证这些变化对薄膜性质的影响。
通过结合实验结果和分析，希望能够增进对tio2薄膜退火行为的理解，并为进一步优化和改善薄膜性能提供参考和指导。
2. Tio2薄膜退火解释说明：2.1 Tio2薄膜的概念与特性：Tio2薄膜是由二氧化钛(Titanium Dioxide, TiO2)材料制成的一种薄片状结构。
它具有许多优异的性质，如高透明性、高折射率、低电阻率和良好的光催化活性等。
这些特性使得Tio2薄膜在许多应用领域具有广泛的用途，包括太阳能电池、传感器、光学涂层和催化剂等。
2.2 退火对Tio2薄膜的影响：退火是指通过加热材料然后缓慢冷却来改变材料的晶体结构和性质。
在Tio2薄膜中，退火过程对其微观结构和物理性质都会产生一定影响。
首先，退火可以减少或去除材料中的内部应力，提高了材料的稳定性和耐久性。
此外，由于Tio2晶体结构中存在一些非平衡位点或缺陷，经过退火处理后这些缺陷可能被修复或消除，从而改善了Tio2薄膜的光电性能。
《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》范文
《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》篇一一、引言随着科技的不断进步和人类对环保问题的日益关注，光催化技术作为新兴的绿色技术领域受到了广泛的关注。
纳米TiO2复合材料作为一种高效的光催化剂，具有广泛的应用前景。
本文旨在研究纳米TiO2复合材料的制备方法及其光催化性能，为实际应用提供理论依据。
二、文献综述纳米TiO2复合材料因其独特的物理和化学性质，在光催化领域具有广泛的应用。
其制备方法、性能及应用已成为研究热点。
目前，制备纳米TiO2复合材料的方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法等。
其中，溶胶-凝胶法因其操作简便、制备条件温和等优点备受关注。
而光催化性能的研究主要关注其对有机污染物的降解、抗菌性能及自清洁等方面的应用。
三、实验方法（一）实验材料实验中所需材料主要包括TiO2纳米粉体、表面活性剂、溶剂等。
所有材料均需符合实验要求，保证实验结果的准确性。
（二）制备方法本文采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2复合材料。
具体步骤包括：将TiO2纳米粉体与表面活性剂混合，加入溶剂进行搅拌，形成溶胶；然后进行凝胶化处理，得到凝胶；最后进行热处理，得到纳米TiO2复合材料。
（三）性能测试本实验通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对制备的纳米TiO2复合材料进行表征。
同时，通过光催化实验测试其光催化性能，以降解有机污染物为评价指标。
四、实验结果与分析（一）表征结果通过XRD、SEM和TEM等手段对制备的纳米TiO2复合材料进行表征。
结果表明，制备的纳米TiO2复合材料具有较高的结晶度和良好的分散性。
（二）光催化性能测试结果以降解有机污染物为评价指标，对制备的纳米TiO2复合材料进行光催化性能测试。
结果表明，该材料具有优异的光催化性能，能够有效降解有机污染物。
此外，我们还研究了不同制备条件对光催化性能的影响，为优化制备工艺提供依据。
五、讨论本实验研究了纳米TiO2复合材料的制备方法及其光催化性能。
染料敏化纳米TiO2薄膜太阳能电池的研究进展
化率为 ３． ％。 ２４
来，染料敏化纳 晶二氧化钛太 阳能 电池一 直是 国内外 研 究 的热 门课题 ＿ 染料 敏化 Ｔ Ｏ 纳 晶薄膜太 阳能 电池 生 １ 。 ｉ
产工 艺简单 、 备 电池过程耗 能较 少 、 源 回收周 期短 、 制 能 生 产 成 本 较 低 （ 为 硅 太 阳 能 电 池 的 ｌ ５ １ １ ） 可 弱 仅 ／～ ／０ 、 光 发 电 、 明性 好 、 电转 化 率 不 受 温 度 影 响 等 优 点 。染 透 光 料 敏 化 Ｔ Ｏ 纳 晶 薄 膜 太 阳 能 电 池 有 望 成 为 下 一 代 实 用 ｉ。 性 高 性 能 太 阳 能 电 池 。 本 文 重 点 对 Ｔ Ｏ 的 结 构 和性 能 、 ｉ。 染 料 敏 化 纳 米 Ｔ Ｏ 薄 膜 的 工 作 原 理 和 制 备 方 法 的 研 究 ｉ。 进 展 进行 了 综 述 。
顶 点 或 共 边 组 成 ［， 图 １ 示 。锐 钛 矿 相 结 构 是 由钛 氧 ５如 ］ 所
八 面体共边组成 的四面体结 构 。 而金红石和板钛矿结构是 ［ｉ Ｔ 八 面体共 顶点且共边组成 的稍有畸变 的八 面体结
半导体染料
构 。Ｔ Ｏ 是 一 种 宽禁 带 的半 导 体 材 料 ， 中锐 钛 矿 型 Ｔ Ｏ ｉ。 其 ｉ
溶胶 一 胶法制备 Ｔ Ｏ 薄膜 ， 凝 ｉ 一般先制备溶胶 ， 然后
用 浸 渍 提 拉 、旋 转 涂 层 或 喷 涂 法 将 溶 胶 施 于 经 过 清 洁 处
才 能 得 到 ，因 为 每 种 物 质 的 氧 化 物 还 原 均 在 一 定 条 件 下
才能发生 。一般来说 ， 电位越大 ， 积时所需 电流 密度 过 沉
．． 有 机 钛 化 合 物 为 原 料 ， 钛 酸 正 丁 酯 ＿、 酸 异 丙 酯 、 如 ８钛 ］ 钛 ３２２电 解 质 浓 度 配 比 在 溶 液 中 ， 子 的 浓 度 越 高 ． 对 应 的 电 极 电位 就 越 离 其 酸 四 乙 酯 ［ 。另一 种 以 无 机 钛 化 合 物 为原 料 ， 四 氯 化 钛 １ … 如
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半导体染料
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染料敏化太阳能电池的制备与性能研究
染料敏化太阳能电池的制备与性能研究染料敏化太阳能电池是一种基于化学敏化的电池，其具有高效能转化、成本低廉、可替代性强等优点，因此在可再生能源领域得到了广泛的研究和开发。
本文将探讨染料敏化太阳能电池的制备方法和性能研究进展。
一、制备方法1. 染料敏化太阳能电池的结构染料敏化太阳能电池的结构一般由透明导电玻璃、导电层、染料敏化剂、电解质和另一导电层组成。
其中，透明导电玻璃为基底，一般采用氧化锡和氧化铟的混合物或者氧化铟锡(ITO)玻璃；导电层常用的是纳米二氧化钛(TiO2)薄膜，其表面积大、光学性能优良、稳定性好且易于制备；染料敏化剂则为光敏染料，其一般通过分子修饰的方法实现电子吸附和光吸收；电解质则为一个带正电荷的离子流体，可以传递电子和离子，促进了染料敏化太阳能电池中的光电转换；另一导电层则为电子传输介质，可以减少电池的电阻，常用的是铂。
2. 制备过程染料敏化太阳能电池的制备过程一般包括化学浴沉积法、物理气相沉积法、喷墨印刷法等方法。
其中，化学浴沉积法是最为常用的方法，其制备步骤包括：先采用ITo材料进行导电玻璃的制备；接着，利用溶胶凝胶法合成纳米二氧化钛材料；然后通过电化学沉积法将染料敏化剂吸附于二氧化钛薄膜表面；最后，将电解质液体倒入腔体，再覆盖另一块玻璃，用硅胶密封电极即可制备完成。
二、性能研究1. 能量转换效率染料敏化太阳能电池的性能主要表现在能量转换效率上。
目前，众多研究成果表明，采用溶胶凝胶法合成的纳米二氧化钛材料和三层TiO2结构的电极具有较高的能量转换效率。
2. 光电流密度另外，染料敏化太阳能电池的光电流密度也是其性能衡量指标之一。
利用优化的TiO2薄膜、合适的染料敏化剂和电解质，可使得光电转换效率达到较高的值。
3. 稳定性染料敏化太阳能电池的稳定性也是制约其应用的原因之一。
近年来，研究者通过降低电解质质量、用纳米二氧化钛或无机金属离子替代有机电解质等方法，提高了染料敏化太阳能电池的稳定性。
光伏纳米双成膜涂层自清洁材料研究
光伏纳米双成膜涂层自清洁材料研究摘要：由于光伏纳米涂层其在光催化下的降解性能，在太阳能电池组件中得到了广泛的应用。
TiO2薄膜是一种在可见光区具有高透过率、高折射率、坚固稳定、在可见、近红外线区域透明、在紫外光区具有很强的吸收性。
TiO2具有优良的双亲和性，可杀死细菌及其它微生物，使其不容易粘附于其表面，而附着于其上的污垢，在外部风力、冲刷力、自重等因素的影响下，会从纳米TiO2表面脱落；SiO2膜拥有硬度高，耐磨性好，膜层牢固，结构紧凑，透光率高，散射吸收低，透明区向紫外区扩展等良好的光学性能。
关键词：光伏；纳米双成膜涂层；自清洁材料1制备方法1.1制备A层薄膜(1)将90mL的0.5mol/L的TiCl4溶液，在70℃下磁力搅拌30分钟，然后缓慢地加入10毫升、20毫升、30毫升；40毫升0.3mol/L的Na2SiO3溶液，然后继续搅拌20分钟，然后将0.5毫升的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵添加到其中。
(2)将NaOH溶液滴入，调整pH值到8，使得（1）所获得的溶液发生沉淀，当沉淀充分时，用去离子水清洗、过滤所获得的白色沉淀，以去除大部分Na+和Cl-。
(3)对上述的沉淀混合物进行抽滤，然后将沉淀物取出，置于马弗炉中，在400~700℃的热处理温度下锻烧1小时，得到TiO2-SiO2的复合光触媒材料。
(4)向100毫升容器中称重（2~5）克以上制备的复合光触媒材料，添加15毫升蒸馏水和35毫升无水乙醇，使浆料缓慢地搅拌并逐渐添加到容器中，随后超声波使其充分溶解；制备了一种新型的纳米A膜复合胶浆。
(5)将厚度为0.1微米的膜在衬底上涂布，以获得纳米级的自洁A膜。
1.2制备B层薄膜(1)制备3毫升蒸馏水和24毫升无水乙醇的水溶液，在0.4mol/L的硅酸钠水溶液中溶解硅酸钠，然后添加阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵0.5mL。
(2)将1.5mol/L的氯化铵溶液配置成，将氯化铵溶液放在恒温的磁性搅拌机上，将其温度控制在40℃，然后缓慢地向氯化铵溶液中滴入1.2步（1）得到的溶液直到pH值为8，然后继续搅拌1小时。
直流反应磁控溅射法制备二氧化钛薄膜的光响应
直流反应磁控溅射法制备二氧化钛薄膜的光响应1简介二氧化钛（TiO2）是一种广泛应用于太阳能电池、光催化和水处理等领域的半导体材料。
为了提高其性能，制备高质量的TiO2薄膜是重要的研究方向之一。
直流反应磁控溅射法（DC Reactive Magnetron Sputtering）是一种制备高质量TiO2薄膜的有效方法。
本文将重点介绍二氧化钛薄膜使用该方法制备后的光响应性能。
2直流反应磁控溅射法制备二氧化钛薄膜直流反应磁控溅射法是一种常见的化学气相沉积方法，能够生长具有高结晶度、低缺陷密度和优异光学性能的TiO2薄膜。
其制备过程中，较稳定的Ti目标与氧气混合气体在反应腔室内相互作用，形成一层致密的TiO2薄膜。
通常，在300至400°C的温度下进行制备。
通过改变反应气氛中的含氧量和反应温度等条件，可以控制TiO2薄膜的结构和光学性能。
3二氧化钛薄膜的光响应性能二氧化钛薄膜在光学和光电学领域中具有广泛的应用。
在制备的二氧化钛薄膜中，晶体的晶格常数、晶体结构和晶体缺陷对其光学性能影响显著。
TiO2薄膜中纤锌矿型与金红石型之间的转变会影响其吸收能力和能带结构，因此会进一步影响薄膜的光电性能。
经过实验观察发现，通过直流反应磁控溅射法制备的TiO2薄膜具有良好的光响应性能。
在紫外可见光谱和X射线衍射图样分析中，可以明显观察到样品具有非常强的吸收能力，证明了制备出的薄膜具有良好的电导性和阳极化单元。
4结论综上所述，直流反应磁控溅射法是制备Titanium dioxide（TiO2）薄膜的一种有效方法。
经过该方法制备的TiO2薄膜具有良好的光响应性能。
未来的研究可以针对制备方法进行深入研究，以进一步提升TiO2薄膜的性能。
二氧化钛在太能能电池上的应用
二氧化钛在太能能电池上的应用一、太阳能电池分类及原理太阳能电池的工作原理是利用光电材料吸收太阳光光能后发生光电转换反应。
这种光电转换装置称为光电池或太阳能电池。
光电池可分为固体光电池和液体光电池。
前者如硅太阳能电池; 后者如半导体电解质太阳能电池。
制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础。
根据所用材料的不同, 太阳能电池又可分为:(1) 硅太阳能电池;(2) 无机化合物太阳能电池如砷化镓、硫化镉、铜铟硒电池(3) 有机/ 聚合物太阳能电池;(4) 纳米晶太阳能电池等。
尽管制作电池的材料不同, 但其材料一般应满足以下几个要求:(1) 半导体材料的禁带不能太宽；(2) 要有较高的光电转换效率;(3) 对环境不造成污染;(4) 便于工业化生产且性能稳定。
第一个现代太阳能电池是由贝尔实验室于1954 年制造的, 是单晶硅太阳能电池。
随着科学技术的发展, 多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池也已经广泛应用于人们的日常生活当中。
虽然硅太阳能电池转换效率高, 但其制作工艺苛刻, 材料价格昂贵, 因而难以普及。
自上世纪九十年代发展起来的纳米晶体太阳能电池, 由于具有许多硅太阳能电池所不具有的优点, 从而迅速成为太阳能电池领域的研究热点。
二、硅系太阳能电池硅太阳能电池根据不同硅晶体材料又可分成单晶硅太阳能电池, 多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。
1、单晶硅太阳能电池硅系列太阳能电池中, 单晶硅太阳能电池转换效率最高, 技术也最为成熟。
单晶硅电池是由高质量的单晶硅材料制成的。
现在单晶硅电池的制作工艺己近成熟, 在电池制作中一般都采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术, 开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池。
提高转化效率主要是靠单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。
2、多晶硅薄膜太阳能电池多晶硅薄膜太阳能电池的研制从上世纪70 年代中期就开始了。
目前制备多晶硅薄膜电池多采用化学气相沉积法, 包括低压化学气相沉积(LPCVD)和等离子增强化学气相沉积(PECVD工艺。
科技成果——染料敏化复合薄膜太阳能电池
科技成果——染料敏化复合薄膜太阳能电池
成果简介
将太阳能转换为电能是目前各国研究的重点，它具有清洁、不需要燃料、能广泛的应用于各个领域等优点。
由于成本低，转化效率高，染料敏化纳米晶太阳能电池近年来成为纳米技术和光电转换材料研究领域的热点，其发展可解决硅电池原材料紧缺的问题，具有很广阔的发展前景。
二氧化钛广泛应用于染料敏化太阳能电池（DSSC）的制备，但因TiO2薄膜结构缺陷的存在，不利于电子的传输，制约了光电转换效率的进一步提高，可通过制备TiO2/ZnO复合薄膜解决这一问题。
采用天然色素（黑果枸杞色素和河湟红花黄色素）或染料对光阳极进行敏化处理可进一步降低成本，简化工艺流程。
该项目成果具有成本低，生产工艺简单，生产过程中无污染等优点，比传统硅电池具有更为广泛的用途，可实现太阳能电池的轻量化、薄膜化，并易于设计成不同形状以满足不同使用环境的需要。
技术原理
染料敏化太阳能电池主要是由纳米晶半导体薄膜、染料敏化剂、氧化还原电解液、导电基底以及对电极等几部分组成的。
染料敏化太阳能电池的原理是源于光合作用的启发，其具体实现的方式是通过染料分子吸收太阳光中的光能，从而激发染料分子中的电子变成受激发的状态，通过与之复合的多孔薄膜传导出来。
本项目采用溶胶凝胶法制备TiO2/ZnO复合薄膜，进而制备染料敏化太阳能电池。
技术水平实验室成熟阶段
应用前景
生产成本较低，仅为硅太阳能的1/5-1/10，且使用寿命较长，如进一步提高光电转换效率，可逐步取代硅太阳能电池。
适用范围
太阳能发电站、电子设备、太阳能建筑等，逐步取代硅太阳能电池。
tio2光阳极的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用
TIO2光阳极的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用引言随着环境保护和可再生能源的重要性日益凸显，染料敏化太阳能电池（D SS Cs）作为一种颇具潜力的太阳能转换技术受到了广泛关注。
而光阳极作为D SS Cs中的关键组成部分之一，对电池性能发挥着重要影响。
本文将重点介绍TI O2光阳极的制备方法及其在DS SC s中的应用。
TIO2光阳极的制备方法溶胶凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备T IO2光阳极的方法。
该方法通过控制溶胶的成分和制备条件，可以得到具有较大比表面积和优良孔结构的T I O2膜。
具体步骤如下：1.首先，将适量的钛酸四丁酯（TB OT）加入有机溶剂中，形成透明的溶胶。
2.在搅拌的同时，缓慢加入一定量的醋酸，调节溶胶的p H值。
3.继续搅拌数小时，使得溶胶中的成分充分溶解和混合。
4.然后，将溶胶进行热处理，通常采用烘箱干燥或水热法。
5.最后，经过退火处理，得到结晶完备、高质量的T IO2膜。
水热法水热法是另一种常用的制备T IO2光阳极的方法。
该方法通过利用水热条件下的高温和高压环境，促使TI O2的晶体生长，得到晶体尺寸较大的T IO2膜。
具体步骤如下：1.首先，将适量的钛酸丁酯（T B T）加入水溶液中，形成透明的溶胶。
2.在搅拌的同时，缓慢加热溶液，使其达到一定温度。
3.继续加热并保持一定压力，使溶液处于水热状态。
4.在一定时间内进行反应，促使TI O2的晶体生长。
5.最后，用冷却水迅速冷却，得到晶体尺寸较大且具有良好结晶性质的T IO2膜。
TIO2光阳极在染料敏化太阳能电池中的应用T I O2光阳极作为D SS C s的关键组成部分，对电池的光吸收、电子传输和电荷注入等过程起着重要作用。
其在染料敏化太阳能电池中的应用主要体现在以下几个方面：光吸收和光散射T I O2光阳极具有优异的光吸收和光散射特性，可以最大限度地提高光电转换效率。
由于TI O2具有较宽的带隙，可以吸收可见光和紫外光，使得光的利用率更高。
基于PMo12修饰的TiO2纳米管薄膜光电转换效率提升研究
基于PMo12修饰的TiO2纳米管薄膜光电转换效率提升研究王汐璆;孙淑艳;罗新泽;历凤燕【摘要】为了抑制TiO2纳米管薄膜发生光电转换时电子-空穴的复合,提高该纳米管薄膜的光电转换效率,文章利用H3PMo12O40(PMo12)修饰TiO2纳米管薄膜,然后将修饰后的纳米管复合薄膜组装成光伏电池,最后测量该光伏电池的光电转换效率,以此来研究PMo12对TiO2纳米管薄膜光电转换效率的影响.分析结果表明:利用PMo12修饰的TiO2纳米管薄膜的光电转换效率为5.4％,未利用PMo12修饰的TiO2纳米管薄膜的光电转化效率为0.36％,这说明PMo12能够极大地提升TiO2纳米管薄膜的光电转换效率.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2018(036)012【总页数】5页(P1764-1768)【关键词】多酸;TiO2纳米管薄膜;光电转换效率;光伏电池【作者】王汐璆;孙淑艳;罗新泽;历凤燕【作者单位】伊犁师范学院化学与环境科学学院, 新疆伊犁 835000;伊犁师范学院化学与环境科学学院, 新疆伊犁 835000;伊犁师范学院化学与环境科学学院, 新疆伊犁 835000;东北师范大学化学学院, 吉林长春 130024【正文语种】中文【中图分类】TK5130 前言近年，太阳能电池产业迅速发展，太阳能电池广泛地应用于航天、军事等领域。
目前，光伏材料仍以单晶硅为主，这导致太阳能电池具有生产成本较高、生产工艺复杂等不足，从而制约了太阳能电池的应用与推广[1]，[2]。
为了解决上述问题，开发低成本、高性能的光伏材料成为学者们的主要研究方向[3]。
光伏材料的开发已从单晶硅材料向多晶硅、非晶硅和染料敏化等材料发展[4]。
1991年瑞士联邦高等技术学院的Gratzel小组研制出纳米晶TiO2多孔电极的染料敏化太阳能电池。
该太阳能电池具有制作工艺简单、使用寿命较长和制造成本低廉等优点[5]，[6]。
但是，TiO2纳米材料在进行光电转换时易发生电子-空穴的复合，从而导致TiO2纳米管薄膜的光电转化效率低于单晶硅太阳能电池。
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降低电池的性能[3,4] 因此 人们研究用掺杂和表面改 性等方法改善阳极的能带结构 减少暗电流的产生[5]
笔者用溶液沉积法 在 TiO2 多孔薄膜表面复合一 层 MgO 薄膜 制备了 MgO/TiO2 复合薄膜 得到了在 可见光区具有较好光响应的薄膜电极 组装 DSSC 电 池 测试了电池的光电性能 结果表明 TiO2 表面复合 一层 MgO 后 电池的短路电流和开路电压都得到一 定的提高
胡志强 1956
男 辽宁沈阳人 教授 主要从事无机材料化学合成和功能薄膜材料研究 E-mail: hzq@
于仙仙 1979
男 山东烟台人 研究生 从事功能薄膜材料研究 Tel: 13504286287 E-mail: yuxianxian2004@
Vol.26 No.4
6
于仙仙等 MgO/T. 2007
mL 去离子水 继续搅拌与30第m材8in期料静置陈化 用旋转
间的排列V更o电l.2加2 N均o子.8匀 元导致件形成的电子空位更多作者 从篇而
甩膜法在导电玻璃 ITO200方3 电年 阻8 为月 5.8 Ω/□ 上镀一 转移的电子数也越多ELEC有TR利ON于IC 提高电池的光电性名能
Solar cell performance of MgO/TiO2 composite thin film
YU Xian-xian, HU Zhi-qiang, Wang Yi, Li Guo, Gao Yan
(Department of Material Science & Engineering, Dalian Institute of Light Industry, Dalian 116034, China)
2.4 热处理对导电薄膜电性能的影响 用 SZ 82 型数字式四探针测试仪对基底 ITO 导
电玻璃表面的方电阻进行测量 发现没有经过热处理 的导电玻璃方电阻为 5.8 Ω/□ 镀完 TiO2 薄膜经过 500
下热处理 30 min 以后 方电阻变为 13.5 Ω/□ 浸渍 完乙酸镁经过 450 热处理 20 min 后 方电阻增大 到 18.4 Ω/□ 由于导电玻璃的表面电阻对光电池的电 流输出性能影响很大 为了使光电池有较大的输出电 流 要选用烧结前 后面电阻基本保持不变的导电玻 璃 可选用 FTO 替代 ITO 另外 应当在尽可能保证
D102 日本三菱公司 中浸泡 4 h 然后分别以两 种薄膜做电极 以 KI/I2 的溶液 0.5 mol/L 碘化钾 + 0.05 mol/L 碘 溶剂 乙腈 体积分数 80 % +异丙 醇 体积分数 20 % 作电解液 以电沉积法自制的 Pt 镜电极做对电极 组装成电池 用西安交通大学研 制的 XJCM 8S 型太阳电池测定仪在模拟太阳光 AM1.5 条件下 测定染料敏化太阳能电池的电性能
(101)
II(nCtPeSn) s i t y
膜的 XRD 谱 用 SZ 82 数显厚度测定仪测定复合薄
11550000
膜的厚度 用 SZ 82 型数字式四探针测试仪测定 ITO
导电玻璃热处理前后的方电阻
11000000
将 TiO2 薄膜和 MgO/TiO2 复合薄膜在由乙腈和正 丁醇按体积比 1:1 配成浓度为 5×10–4 mol/L 的染料
宽度 θ 为衍射角 λ 为 X 射线波长 估算Vo薄l.22膜N的o.8晶 粒尺寸为 26.4 nm 左右 XRD 谱上未出现明2EL0显E0C3的T年RO有N8I关C月
粒 自然晾干 置于 80 干燥箱中干燥 30 min 在 Mg 的化合物的特征衍射峰 实验采用浸渍C&O法MMAP制TOENR备EIAN复LTSS
摘要: 用 sol-gel 法和丝网印刷法制备多孔 TiO2 薄膜 溶液沉积法制备 MgO/TiO2 复合薄膜 研究了复合薄膜的表 面形貌 断面结构 厚度等性能 组装电池 测定了电池的输出特性曲线 结果表明 MgO/TiO2 复合薄膜表面平整 内部具有分布较为均匀的空隙 厚度约 14 μm MgO 薄膜的复合使染料敏化 敏化太阳能电池的开路电压从0.585 V
马弗炉中 450 热处理 20 min 自然冷却 1.2 分析和测试
合薄膜 Mg 量太少 另外 MgO 可能是以小A团u g.簇20的03 形 式存在 无法检测
用 JM 6460LV 型 SEM 分析 MgO/TiO2 多孔薄膜 的表面形貌 用 D/MAX 3B 型 X 射线衍射仪测定薄
22000000
COMPONENTS & MATERIALS
层致密薄膜 然后将薄膜置于干燥箱中 80 干燥 30 Au g. 2003
min 待用
作者 篇
1.1.2 多孔 TiO2 薄膜的制备
名
取 0.7 g TiO2 纳米粉体 P25 德国 Degussa 公司
生产 加入 3 mL 去离子水和第 08.5期mL 乙酸 在玛瑙研 钵中研磨 30 min 然后边与研20磨03材边年加8 月料入 0.1 mL 聚乙二醇 辛基苯基醚 乳化剂 OPMATE化RI学ALS纯 国药集团化学试
电子
101 峰的半峰宽以名及 Scherrer 公式[6] D = K元λ/βcos件θ K
配制 9×10–3 mol/L 的乙酸镁 分析纯 北京化工 为 Scherrer 常数 D 为晶粒尺寸 nm β 为与 料积分半材 高
厂 的乙醇(98 %)溶液 将制备好的多孔二氧化钛薄 膜在其中浸泡 3 h 取出 用酒精洗去表面残留的大颗
第 26 卷 第 4 期
于仙仙等 MgO/TiO2 复合薄膜太阳能电池的性能
7
锐钛矿生成的前提下缩短热处理时间 降低热处理温
度
2.5 染料敏化复合薄膜与纯 TiO2 薄膜电极输出特性 判断染料敏化太阳能电池是否具有应用前景的最
直接方法是测定电池的输出光电流和光电压曲线 即
I-V 曲线 太阳能电池的参数[6]如下 短路电流 Isc 即电路处于短路时的电流 开路电压 Voc 电路处 于开路时的电压 填充因子 FF 电池具有最大输出 功率 Popt 时的电流 Iopt 和电压 Vopt 的乘积与 Isc 和 Voc 乘积的比值 即
2 结果与讨论
550000
00
1100
2200
3300
4400
5500
6600
2q / (°)
图 2 MgO/TiO2 薄膜的 XRD 谱 Fig.2 XRD spectrum of MgO/TiO2 thin film
2.3 薄膜厚度分析
利用 SZ 82 数显厚度测定仪测定复合薄膜的厚
度约为 14 nm 实验制备了底层致密表层多孔的
Key words: optoelectronics and laser; liquid deposition method; composite; thin film; dye-sensitized solar cells
染料敏化纳米晶 TiO2 太阳能电池 简称 DSSC 作为一种新型的化学太阳能电池 以其简单的制作工 艺 低廉的成本 良好的应用前景而倍受关注 典型 的 DSSC 由透明导电玻璃 多孔纳米 TiO2 薄膜 电解 质以及铂对电极组成[1] 当太阳光照射到电池上 染 料分子吸收光能 电子受到激发后从基态跃迁到激发 态 但激发态不稳定 电子迅速注入到紧邻的 TiO2 导带上 通过导电玻璃基体向外电路输送电流 失去 电子的染料分子则很快从电解质中氧化还原电对获得 电子回到基态 氧化还原电对则在对电极发生氧化还 原反应回到初始状态 从而完成一个光电转换循环[2] 电子跃迁后留下的带正电荷的自由粒子称为空穴 电 子和空穴都有利于导电 故称为“自由载流子” TiO2 阳极禁带宽度为 3.2 eV 不能吸收可见光区的光 而 且受激发产生的电子和空穴容易复合 产生暗电流
Abstract: TiO2 films were prepared by sol-gel and print screen method, MgO/TiO2 films were prepared by liquid deposition method. Investigated were the surface shape, section and thickness of MgO/TiO2 composite film; made up was solar cell and determined was the I-V curve of composite film and TiO2 film. The results show that MgO/TiO2 composite thin film with good crystal and absorption spectrum can be obtained. This composite film can improve open circuit voltage from 0.585 V to 0.659 V, short circuit current from 2.057 mA to 2.348 mA and photo-to-electric conversion efficiency of dye-sensitized solar cells improve from 2.24 % to 3.12%. And expounded was the mechanism of the improvement of photocurrent by depositting the TiO2 film with MgO film.
提高到 0.659 V 短路电流从 2.057 mA 提高到 2.348 mA 从而使光电转换效率从 2.24 %提高到 3.12 % 并分析了 MgO
薄膜复合提高光电流响应的机理
关键词: 光电子学与激光技术 溶液沉积法 复合 薄膜 染料敏化太阳能电池
中图分类号: TN244