【摘 要】
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染料敏化太阳能电池（DSSC）作为第三代太阳能电池,由于其成本低,无污染,工艺简单的优点而受到社会广泛关注。迄今,虽然利用TiO2纳米晶薄膜作为DSSC的光阳极已经获得初步的成功,
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染料敏化太阳能电池（DSSC）作为第三代太阳能电池,由于其成本低,无污染,工艺简单的优点而受到社会广泛关注。迄今,虽然利用TiO2纳米晶薄膜作为DSSC的光阳极已经获得初步的成功,但是单纯的TiO2纳米晶薄膜的光利用率较低且表面电荷复合大。因此,通过一种简单有效的方法来提高光阳极的光利用率,减少表面复合,从而提高DSSC的整体性能是一个重要的研究方向。本论文利用水热方法合成具有花状分级结构的TiO2和SnO2纳米材料,利用TEM、SEM、XRD和XPS等手段对所合成的花状TiO2、SnO2纳米材料的形貌、晶型和表面化学结构等参数进行系统表征,并根据不同水热反应时间下得到的形貌特征对花状TiO2和SnO2制备过程中的反应原理进行了分析验证,优化花状颗粒的制备工艺。将合成的花状TiO2材料和P25粉末进行定量混合后,应用于染料敏化太阳能电池光阳极的散射层中。结果发现,表明利用合成的花状颗粒和P25粉末混合制备的光阳极散射层的漫反射能力对比纯P25光阳极有明显的提升,且比表面积和染料吸附量并没有由于花状颗粒的掺入而减少。而EIS的测试结果也表明通过这些花状颗粒的掺入可以有效改善了电子传输速率。最终使电池性能得到明显提高。同时,我们将不同反应条件下合成的SnO2花状颗粒也用于DSSC光散射层中,并研究了散射颗粒形貌对电池性能的影响。结果表明,花状SnO2颗粒作为散射颗粒可以减小电子传输过程中的复合,此时,组成花状SnO2的棒晶越完整,电子的传输阻力越小。最终,花状SnO2制备的DSSC效率达到6.71%。
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