ZnO微米棒的結(jié)構(gòu)分析與ZnO/Ti02復合光陽極形貌分析及其對染料敏化太陽能電池性能的影響

　　1991年．M Gr‘苴ztel教授首次報道了多孔 Ti02薄膜染料敏化太陽能電池（Dye—Sensitized Solar Cell。DSSC）【11。與傳統(tǒng)的硅基太陽能電池相比較，DSSC具有成本廉價、資源豐富、性能穩(wěn)定、生產(chǎn)過程簡單、無毒、無污染，且適合大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)勢，吸引了各國科學家與企業(yè)大力進行基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。現(xiàn)有的TiO：納米顆粒多孔薄膜的表面態(tài)密度高。光生載流子在TiO：薄膜的傳輸過程中受到顆粒表面態(tài)能級的俘獲和熱釋放的影響．使電子擴散系數(shù)小，復合率增加。制約了DSSC電池光電轉(zhuǎn)換效率的提高【2】一1 1。近年來，為了改善電荷傳輸。人們已經(jīng)成功地制備出垂直基底生長的ZnO納米線陣列、TiO：納米管陣列和TiO：納米線陣列等納米結(jié)構(gòu)薄膜【41。【71。但這種制備方法要求的條件苛刻，且周期長，難以大規(guī)模應(yīng)用?；?TiO：光陽極的太陽電池能量轉(zhuǎn)換效率一般高于ZnO光陽極的太陽電池。目前染料敏化太陽能電池的最高能量轉(zhuǎn)化效率也是基于TiO：材料得到的。但是，ZnO材料的電荷傳輸能力較強，特別是ZnO微米棒中的電荷傳輸速率比其顆粒中的電荷傳輸速率高出數(shù)百倍【8】．【9I。本文制備了TiO：納米顆粒和ZnO微米棒復合的多孔薄膜光陽極．把ZnO微米棒更高的光利用率和良好的電子轉(zhuǎn)移特性同TiO：納米顆粒比表面積更大的優(yōu)點結(jié)合起來。優(yōu)化了薄膜的微結(jié)構(gòu)．保障了電極具有較高的光捕獲效率。而且能提高光生載流子的產(chǎn)生率和輸運能力．減少光生載流子的復合過程，從而提高染料敏化太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率。