含有TiO2刺球散射中心光阳极的设计及其在染料敏化太阳能电池的应用

摘要

采用水热法制备了一种刺球状TiO2(NT),将其作为光散射中心,与纳米晶TiO2混合,制备成一种底层为P25薄膜(作为染料吸收层),上层为添加NT散射层的混合结构的薄膜光阳极.探讨了NT添加量对薄膜性能的影响,实验结果表明,当NT与P25粉体的质量比为35％时电池光电性能最优,电池短路光电流密度为14.30 mA· cm-2,其光电转换效率达到7.38％.质量比继续增大,当达到50％时电池性能有所下降,光电转换效率降为5.99％,同时染料吸附量也由73.2 μmol· cm-2降到70.1 μmol·cm-2.这表明过量的大颗粒TiO2刺球散射中心会减少光阳极的比表面积从而降低染料的有效吸附量,并且还会引起不必要的反向散射,只有适量的散射中心才能得到最佳性能的太阳能电池器件.