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本论文制备了CdS敏化TiO2复合电极,并研究了复合电极的光电化学性能。
首先采用“手术刀法”制备了TiO2纳晶薄膜电极,并通过连续离子吸附反应技术将CdS沉积在TiO2电极表面形成CdS/TiO2复合薄膜电极。通过对CdS/TiO2复合薄膜电极的光学吸收性能研究表明,改变CdS的沉积次数可有效控制TiO2电极表面CdS的沉积量。SEM及XRD研究结果表明,在实验条件下,无论是否进行加热后处理CdS在TiO2电极表面均形成具有立方晶相的纳米颗粒;CdS纳米颗粒在电极表面发生一定程度的聚集,其聚集的程度与制备条件有关。研究同时表明,制得CdS/TiO2复合薄膜电极具有纳米多孔的结构,而这种纳米多孔膜结构是太阳能电池获得高效光电转换的重要条件之一。
其次采用不同的添加剂对TiO2薄膜电极进行了前处理,并研究了前处理对复合电极光电化学性能的影响。结果表明采用0.1M尿素和2g/LPEG的混合溶液对TiO2薄膜电极进行前处理后制得的CdS/TiO2复合电极具有最好的光电化学性能。同时发现前处理对复合电极光电化学性能的影响与复合电极是否进行加热后处理有关。对于进行了加热后处理的复合电极,前处理能同时提高CdS/TiO2复合电极的光电压及光电流;而当复合电极不进行加热后处理时,前处理对光电流及光电压没有产生明显的影响,但却提高了太阳能电池的填充因子。