基于N掺杂纳米TiO2电极染料敏化太阳电池中电子复合的研究

摘要

TiO2光阳极作为染料敏化太阳电池(DSC)的关键组成之一,其性能的好坏直接影响DSC的光电转换性能及其稳定性。在电荷传输方面纳米TiO2多孔薄膜是作为电子的传输通道,同时能够对电荷进行有效的分离。TiO2电极上电子的传输可以描述为激发态的染料将电子迅速的注入到TiO2导带中,在经过纳米TiO2网络传输到导电基底上。由于电子在传输过程中,可能与氧化态的染料或者电解质发生载流子的复合,从而使光电效率降低。并且多孔结构的TiO2薄膜存在大量的缺陷和表面态,电子在传输过程中会不断经历俘获和脱俘过程。而氧空缺是TiO2薄膜中最常见的缺陷,这些氧空缺能够激发电子空穴对,进而使得氧化态的空穴与染料和I-发生反应,从而一方面加速了电子的复合作用,另一方面也降低了DSC的使用寿命,不利于提高DSC的光电转换性能。