基于TiO2纳米管阵列的染料敏化太阳电池的制备及性能研究

作     者：胡奔 

作者单位：上海交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈险峰

授予年度：2012年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0702[理学-物理学] 

主      题：二氧化钛 纳米管 阳极氧化 

摘      要：纳米技术与纳米材料作为当今热点研究领域受到广泛关注,其根本原因在于纳米尺度的物质具有特殊的光学、生物、催化等性质。众多纳米结构的材料中，TiO因其无毒害、稳定、易于制造以及良好的抗腐蚀性得到了广泛的关注。TiO纳米管广泛应用于光学催化、薄膜太阳能电池等科学研究。在薄膜太阳能电池中，TiO纳米管作为承载敏化染料和传导电子的结构，必须具备高的比表面积，以吸附大量具备光生电能力的敏化染料;同时必须足够规则均匀，以防止电子传导过程中由于传导路径复杂、不规则而造成不必要的电子-空穴对的复合湮灭，所以制备有序长程、结构规则的TiO纳米管具有重要意义。 目前主流的TiO纳米管制备技术是阳极氧化法，本文利用两步阳极氧化法，在TiO片上成功制备了高质量的TiO纳米管阵列薄膜。利用场发射扫描电子显微镜，对TiO纳米管阵列薄膜进行了形貌表征。之后，将不同厚度的薄膜组装成背光式染料敏化太阳电池，并测量了它们的光电转化性能。随着薄膜层厚度的增加太阳电池的转化效率也逐渐提高。当薄膜厚度为15微米时，电池的转化效率达到3.04%。