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纳米多孔二氧化钛具有优异的光伏响应性质,被广泛的应用到锂离子电池、电化学传感器、光催化等各个方面。1991年瑞士科学家M.Gratzel在染料敏化的二氧化钛纳米晶太阳能电池的研究方面取得了突破性进展后,多孔二氧化钛在光电转换方面的应用成为新的热点。本文采用不同方法制备多孔二氧化钛薄膜,研究了其光电转换性能,以及多孔二氧化钛薄膜形貌对其光电性能的影响。论文的主要内容如下:
1.通过电化学阳极氧化法,在金属钛板表面氧化制备由二氧化钛纳米管排列组成的多孔二氧化钛薄膜。分别研究了电解液浓度、氧化时间对多孔膜结构的影响。对制得的多孔膜使用N3染料敏化并组装成电池器件后进行了光照下伏安特性曲线的表征,测量了电池的性能。结果表明此膜具有一定的光电响应。
2.采用溶胶-凝胶法制备多孔二氧化钛纳米晶薄膜,研究了不同成孔剂添加量、烧结时间及拉膜-烧结次数对二氧化钛多孔薄膜表面形貌和结构的影响。将多孔膜使用N3染料敏化后组装成太阳能电池并表征了其光照下的伏安特性曲线,研究了形貌与其光电转换性能的关系。实验结果表明多孔膜形貌对其光电转换性能有显著影响,在一定条件下制备的多孔膜具有最佳的光电转换效率。
3.利用溶胶-凝胶法制备多孔二氧化钛纳米晶薄膜,初步研究了使用三聚噻吩酸、五聚噻吩酸、N3等不同染料对多孔二氧化钛薄膜敏化后组装后的电池光电转换性能的影响。结果发现五聚噻吩酸和N3染料混合液敏化的多孔膜具有最佳的光电转换性能。