天然染料作为Zn_2TiO_4太阳能电池敏化剂的研究

摘要

从植物的叶、花、果实和果皮中提取出7种天然染料,通过对它们的UV-vis吸收光谱比较发现,从月季叶中提取的染料表现出较好的光响应性。采用溶胶-凝胶法制备了纳米晶Zn2TiO4薄膜电极,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对其晶相及表面形貌进行了表征;制备了月季叶染料敏化Zn2TiO4电极,并以此为光阳极组装了Zn2TiO4太阳能电池;测定了上述敏化电极的吸收光谱以及电池的工作特性曲线。结果表明,月季叶染料吸附到Zn2TiO4薄膜上与染料在乙醇溶液中相比较,染料的吸收带变宽且最大吸收波长向红外方向发生了移动,月季叶染料在与Zn2TiO4结合后表现出一定的电子转移特性,并能很好地敏化Zn2TiO4电极;在模拟太阳光下,该电池开路电压为94.5 mV,短路电流为11.5μA,填充因子0.285和最大输出功率为0.309μW。