在TiO2纳米晶薄膜与透明导电玻璃之间介入缓冲层,探究缓冲层对染料敏化太阳电池(Dye-sensitized Solar Cell,DSC)性能的影响,测试比较DSC的短路电流Isc和开路电压Voc。结果表明:缓冲层的设计增加表面粗糙度,提高染料分子负载率,增强对入射光的吸收和利用;具有缓冲层的DSC表现出较高的Isc和Voc,且随缓冲层厚度的增加,Isc有所提高;而当厚度过大时,有一部分入射光被反射,Isc呈下降趋势,Voc无明显变化。
染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cell,DSC)的光阳极作为其重要的组成部分,在近些年的研究中取得了较大的进展。常用作光阳极的氧化物包括TiO2、ZnO、SnO2、Nb2O5、A12O3等,其中,TiO2因为综合性能表现突出,成为主要研究的光阳极材料。特别是TiO2纳晶薄膜的性质、形貌、结构等均会对DSC光电性能产生较大影响,其性质调节主要通过表面处理、修饰、掺杂等手段,而不同形貌纳米TiO2的研究主要表现在一维结构上,如纳米线、纳米棒等,本文就这些方面的研究情况进行简单归纳总结,分析影响电池性能的关键因素,并对如何更全面、更深入的提高DSC光电性能作简要展望。
本文采用较低温度、无催化剂条件下的化学气相沉积法(Chemical vapor deposition,CVD)在透明导电玻璃上制备ZnO纳米线阵列,分析讨论反应温度、保温时间对产物形貌的影响,并将其分别制成染料敏化太阳电池(Dye-sensitized solar cell,DSC)光阳极,探究DSC光电性能的变化情况。结果表明:沉积温度为500℃时,在透明导电玻璃上得到均匀、致密、长径比大的ZnO纳米线阵列。此外,大长径比的ZnO纳米线阵列作为光阳极组装的DSC具有较好的光电性能,主要原因是大长径比的ZnO纳米线有利于染料分子的负载,提高入射光的利用率,另外,ZnO纳米线作为一维纳米材料有利于电子空穴的分离、传输,综合表现出较高的光电转化效率。同时,进一步探讨敏化过程对DSC光电性能的影响。研究发现,随着敏化时间的延长,DSC光电转化效率反而降低,可见,合理的敏化时间对保证电极稳定性、获得较好电池光电性能至关重要。
