四脚状CdSe敏化TiO_2纳米管阵列薄膜光电性能研究

摘要

采用阳极氧化法在钛基底上生长了一维高度有序TiO2纳米管阵列,并与CdSe四脚状晶体及CdSe量子点组装成一种新型的量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)。该阵列结构为光生电子的传递提供了快速通道,CdSe四脚状三维空间结构增加了其吸附在TiO2纳米管阵列的稳定性。采用XRD,SEM和HR-TEM对阵列及CdSe四脚状和量子点进行了表征。考察了CdSe四脚状和量子点敏化纳米管阵列三电极电池结构的光电性能。XRD谱图表明TiO2的锐钛矿晶型特征峰没有发生变化,同时出现了一系列的CdSe六方晶型和立方晶型特征峰。SEM图表明所制备的TiO2具有高度有序的纳米管阵列结构,且孔径大小均一、约为120 nm,长度近13.8μm。TEM和HRTEM图表明CdSe量子点具有四脚结构,CdSe核的直径约为4.1 nm,臂宽约为3.1 nm,臂长约为16.0 nm。结果表明:通过四脚状CdSe修饰TiO2纳米管阵列基电极在可见光谱区域的吸收得到了明显增强;此外,在模拟太阳光(AM 1.5 100 mW.cm-2)的照射下,四脚状CdSe敏化比CdSe量子点敏化TiO2纳米管阵列三电极结构电池的光电转换效率高,它们分别为0.13%和0.30%。