染料敏化太陽電池中分級(jí)結(jié)構(gòu)TiO2光陽極的制備.pdf

1、作為染料敏化太陽電池(DSSCs)的光陽極，TiO2納米半導(dǎo)體薄膜性能的好壞直接影響著電池中染料的吸附、入射光的利用以及光生電子的收集與傳輸，進(jìn)而影響了電池的光電轉(zhuǎn)換效率。在眾多形貌的TiO2納米材料中，由納米顆粒、一維納米材料或二維納米材料等構(gòu)成的分級(jí)結(jié)構(gòu)TiO2同時(shí)具備了高比表面積和高光散射性，因此當(dāng)其作為光陽極被用于DSSCs中時(shí)，可以顯著提高光散射能力，增加染料的負(fù)載量以及促進(jìn)電子的收集與傳輸?；诖耍诒菊撐牡墓ぷ魍ㄟ^合成分級(jí)

2、結(jié)構(gòu)TiO2并應(yīng)用于DSSCs中，來達(dá)到提升電池光電性能的目的。
　　本研究選擇簡(jiǎn)單有效的無模板一步溶劑熱法作為合成方法，并且首次引入了乙二醇單甲醚建立溶劑體系展開對(duì)分級(jí)結(jié)構(gòu)TiO2合成的研究。通過電噴霧質(zhì)譜、核磁氫譜以及傅里葉紅外光譜等手段，證明了在溶劑熱過程中，乙二醇單甲醚會(huì)發(fā)生自身的醚化反應(yīng)而脫去水，而脫去的水又會(huì)跟鈦醇鹽發(fā)生水解反應(yīng)，從而形成TiO2。由于鈦醇鹽快速水解的性質(zhì)，往往很難合成出均勻單分散的分級(jí)結(jié)構(gòu)TiO2材料

3、。因此我們將乙二醇引入到乙二醇單甲醚溶劑體系中來制備分級(jí)結(jié)構(gòu)TiO2。由于乙二醇會(huì)與鈦醇鹽發(fā)生配位作用，生成穩(wěn)定的配位化合物，故成功的抑制鈦醇鹽的水解速率。通過對(duì)混合溶劑中成分比例調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)乙二醇越多，抑制水解的能力就越強(qiáng)，水解的速度就越低。因此我們通過控制乙二醇含量實(shí)現(xiàn)了對(duì)水解速度的控制，進(jìn)而控制了產(chǎn)物形貌。最后通過對(duì)比例調(diào)節(jié)，合成了均勻單分散的TiO2微米球。當(dāng)異丙醇被引入到乙二醇單甲醚的溶劑體系中來合成TiO2時(shí)，得到的產(chǎn)