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本文从如何制备高品质半导体薄膜出发，采用水热法制备了TiO2和BaTiO3纳米薄膜。通过改变水热反应温度和胶溶剂的浓度，实现了对纳米晶在晶粒尺寸和表面形貌上的调控。将其用于制备染料敏化太阳能电池的光阳极，并研究其光电转换性能，具体内容如下:
1)以钛酸丁酯为原料，在碱性条件下水热合成了锐钛矿相TiO2纳米晶。研究水热反应温度对TiO2纳米晶生长动力学过程的影响规律。发现随着温度的升高，锐钛矿相纳米晶的平均晶粒尺寸先增大后减小，与常见的酸性条件下TiO2纳米晶合成中所观察到的现象不同。将所合成的TiO2纳米晶用于制备染料敏化太阳能电池的光阳极。光电转换性能测试表明，电池的光电转换性能随着水热反应温度的升高而增大，在220℃时获得最大光电转换效率4.05％。并讨论了水热反应温度对碱性条件下TiO2纳米晶粒的生长动力学过程和电池光电转换性能的影响机制。
2)采用四乙基氢氧化铵(TENOH)作为胶溶剂，在220℃下水热合成了锐钛矿TiO2纳米晶。研究了不同TENOH浓度对TiO2纳米晶的粒径尺寸、形貌及制备成电极后对其光电转换效率的影响规律。结果表明，随着TENOH的增加，晶粒尺寸先增大后减小;形貌主要以椭球形为主，逐渐形成少量的菱形、长方形。光电性能测试发现，TENOH加入量为1.5ml时，电池性能最好，光电转换效率达到5.16％。
3)以Ba(OH)2·8H2O和P25粉为原料，通过调节Ba/Ti生成BaTiO3和TiO2的复合结构的纳米晶，并探讨了BaTiO3的生长机理。采用锐钛矿TiO2为钛源，Ba(OH)2·8H2O为钡源，在Ba/Ti=1，水热晶化温度为100℃、水热晶化时间为12h的条件下制备了晶粒分布均匀的BaTiO3纳米晶;并将其与同种条件下制备的TiO2纳米薄膜组装的太阳能电池性能进行对比，发现采用BaTiO3为光电极材料的开路电压比锐钛矿TiO2光电极材料的开路电压高出约60mV，短路电流密度仅为锐钛矿TiO2光电极的1/3，分析了导致其性能参数差异的原因。