TiO2纳米线的制备及在柔性染料敏化太阳能电池中应用.pdfVIP

第50卷增刊 Vol，50 厦门大学学报(自然科学版) Sup。 2011年9月 ofXiamen Science) Sep．2011 Journal University(NaturaI Ti02纳米线的制备及在柔性染料敏化 太阳能电池中的应用 程存喜，林建明’，肖尧明，陈 媛，范乐庆，黄妙良 (华侨大学材料物理化学研究所，环境友好功能材料教育部工程中心．福建泉州362021) 上低温制备了柔性光阳极和染料敏化太阳能电池(DSSC)，对其进行形貌及光电性能等表征和测试，分析TNWs的量对 电池性能的影响．结果表明。加入TNWs可达到增加电子传导从而提高电池效率的目的．经优化发现，掺入质量分数为 5．0％的TNWs时．电池的性能最好，所组装的柔性DSSC在100mW／cm2模拟太阳光照下，光电转换效率达2．59％． 关键词：TiO。纳米线；染料敏化太阳能电池；水热法；低温；柔性光阳极 中图分类号：TM914。4 文献标志码：A 文章编号：0438．0479(Z011)S-0105—04 1991年瑞士学者Gr／itzel等发明了染料敏化太阳料，碘、碘化锂、四丁基碘化铵、4一特丁基吡啶和无水乙 能电池(DSSC)以来，由于其成本低、污染小等优点，引腈为电解质，制备出高效柔性DSSC． 起了人们广泛的兴趣，其光电转化效率已高达 12％[1吨]．通常所制备的光阳极都是由TiO。颗粒形成 1材料与方法 的介孑L薄膜，为增加电子的传递，一些研究者通过掺入 TiO：纳米管和纳米线等来达到这一目的睁引． 1．1试剂与仪器 目前所研究的DSSC大多都是以导电玻璃为衬 无水乙醇、碘、碘化锂、四正丁基碘化铵、4一正丁基 底，其易碎、质量重等缺点限制了其广泛的应用．而 吡啶、无水乙腈；商用Ti02(P25，德国)、盐酸、 ITO／PEN透明导电薄膜具有质量轻、可弯曲并且价 格低廉等优点，因此成为近年人们研究的热点．然而以 ITO／PEN透明导电薄膜作为衬底时，其本身耐高温 nium 较差，制备光阳极时无法采用高温处理，因此采用低温 SA．)；导电柔性基片PEN／ITO(12Q／cm2，日本)；柔 制备光阳极成为制备柔性DSSC的一个关键问题．张 凤等曾采用无水乙醇或水作分散剂，低温制备的柔性 电池效率达0．91％[51；Uchida和Hart等用微波处理 W，上海电光器件有限 电炉厂)；i00W氙灯(XQ-i00 TiO：薄膜，电池的效率分别达到2．16％[6]和 2．44％[引． 本文采用传统水热法制备锐钛矿TiO：纳米线 D8 有限公司)；BRUKER (TNWs)，并与Ti02混合制备了均一稳定的Ti02浆 仪(XRD)(CuKo)． 体，采用刮涂法低温条件下在ITO／PEN衬底上制备 1．2方法 柔性光阳极，以镀铂ITO／PEN为对电极，N719为染 1．2．1TNWs的制备 称取1gTi02加入50mL浓度为10mol／L的 NaOH溶液，超声1h得均匀分散的TiO：溶胶，160