不同结构与形貌的TiO_2纳米管阵列在染料敏化太阳能电池中的应用

编号：NMJS03679

篇名：不同结构与形貌的TiO_2纳米管阵列在染料敏化太阳能电池中的应用

作者：郭正凯； 王莎莎； 张雪华； 管自生； 贺涛；

关键词：染料敏化太阳能； 电池； TiO2纳米管； 结构； 开路电压； 电流密度；

机构： 南京工业大学材料科学与工程学院； 国家纳米科学中心；

摘要： 高度有序的TiO2纳米管阵列能够减少界面复合、提高载流子定向传输效率以及增加光散射,从而使其在染料敏化太阳能电池(DSSCs)中具有潜在的应用价值.纳米管的表面形貌和结构(如长度、壁厚、管直径和管间距)等都会对电池效率产生一定的影响.本文采用阳极氧化的方法,用甲酰胺(FA)、乙二醇(EG)、少量的水以及氟化铵作为电解液,成功制备了具有不同粗糙度的TiO2纳米管阵列.随着FA和EG比例的不同,纳米管的管口直径在72～120nm之间变化,同时,管壁也在19~47nm之间变化.随着FA含量的增加,管壁的粗糙度也逐渐增加.将该TiO2纳米管阵列作为光阳极应用于DSSCs中,发现开路电压和壁厚密切相关,短路电流密度与管长和管间距等因素也有着紧密的联系,这些结果为进一步研发不同结构的TiO2纳米管阵列在DSSCs中的应用提供了理论与实验依据.