（材料物理与化学专业论文）染料敏化太阳能电池tio2多孔薄膜电极研究.pdf

2 0 0 8 年华东师范大学硕士毕业论文 论文摘要 染料敏化太阳能电池( d s s c ) 以其优良的性能和廉价的成本在科学研究和 实际应用方面引起了很大的关注，被认为是未来光伏发电最有前景的方向之一。 为提高以t i 0 2 纳晶多孔薄膜电极为基础的半导体纳晶太阳能电池的光电转 换效率和稳定性，本论文主要研究了t i 0 2 纳米晶多孔薄膜的微结构的优化。 1 改变t i 0 2 浆料中p e g 的浓度和丝网印刷的层数以改变t i 0 2 多孔纳米晶薄膜的 厚度，通过i v 特性曲线的测量，研究膜厚与d s s c 的光电转换效率之间的关系，。 通过实验，染料电解质体系中的膜厚得到最优化。 2 用t i c h 的化学处理方法改善t t i 0 2 纳晶多孔薄膜电极的微结构使导电性增 加，提高了电子输运速率并增强了表面与染料分子的键合，有利于电子的注入， 大大提高了光电转化效率。 3 t i 0 2 纳米粉末由于表面电荷作用而造成聚集的情况产生，用h n 0 3 溶液预处 理t i 0 2 粉末，减少光阳极表面的裂痕和颗粒之间的团聚，增大了薄膜比表面积， 增加了染料的吸附，增大了电池电流，大大提高了光电转换效率。 4 对商品t i 0 2 纳米颗粒强碱回流处理的方法制备了高产率、大比表面积的t i 0 2 纳米管。将制备得到的t i 0 2 纳米管制备电池光阳极，研究了电池的i v 特性曲线。 通过实验得出，t i 0 2 纳米管的引入有效增大了开路电压和填充因子，减少了电池 的暗电流，证明了是一种极有前途的电池电极材料。 关键词：染料敏化太阳能电池、t i 0 2 纳晶多孔薄膜电极、t i 0 2 纳米管、光电转 换效率 2 0 0 8 年华东师范大学硕士毕业论文 a b s t r a c t w i t hh i g hp h o t o e l e c t r i ce f f i c i e n c ya n dl o wc o s t ，t h ed y e s e n s i t i z a t i o ns o l a rc e l l s ( d s s c ) h a v ea t t r a c t e dc o n s i d e r a b l ea t t e n t i o ni ns c i e n t i f i cr e s e a r c ha n df o rp r a c t i c a l a p p l i c a t i o n t h i sk i n do fs o l a rc e l li sc o n s i d e r e dt ob eo n eo ft h em o s tp r o m i s i n gc e l l s i nt h ef u t u r ef o ri t sa d v a n t a g e s i nt h i s w o r k ，e m p h a s i s i sf o c u s e do nt h e o p t i m i z i n g m i c r o s t m c t u r eo f n a n o c r y s t a l l i n et i 0 2f i l mf o r t h ep u r p o s eo fi m p r o v e m e n to f p h o t o e l e c t r i c a l c o n v e r s i o ne f f i c i e n c ya n ds t a b i l i t yo ft h es o l a rc e l l sb a s e do nt h en a n o c r y s t a l l i n et i 0 2 f i l m s 1 n a n o c r y s t a l l i n et i 0 2e l e c t r o d e sw i t hd i f f e r e n tt h i c k n e s sw e r ep r e p a r e da st h e s c r e e np r i n t i n gm e t h o db yw h i c ht h ep r o p o r t i o no ft h ep e gi nt i 0 2c o l l o i da n d p r i n t i n gl a y e r sw e r ec o n t r o l l e d t h em e a s u r e m e n to fi - vc u r v ew a se m p l o y e dt o c a l c u l a t et h ep h o t o e l e c t r i cc o n v e r s i o ne f f i c i e n c y , w h i c hi sr e l a t e dt ot h et h i c k n e s so f t h em e s o p o r o u sn a n o c r y s t a l l i n ef i l m i no u re x p e r i m e n t , t h et h i c k n e s sw a s o p t i m i z e d 2 t h ec o n d u c t i v i t ya n dt h ee l e c t r o n st r a n s p o r tb e h a v i o r so ft h en a n o c r y s t a l l i n e t i 0 2e l e c t r o d e sa r ei n c r e a s e da n dt h ei n t e r a c t i o nb e t w e e nd y em o l e c u l e sa n dt i 0 2 s u r f a c ei sa l s oi m p r o v e da sw e l la st h ep e r f o r m a n c eo ft h ec e l l ，w h i c hi sf a v o r a b l et o t h e 蝎e c t i o no fp h o t o - e x c i t e de l e c t r o n st ot h ec o n d u c t i o nb a n do ft i 0 2 ，r e s u l t i n gf r o m t h ei m p r o v e m e n to fm i c r o s t r u c t u r eo ft h ee l e c t r o d e sb yc h e m i c a lt r e a t m e n t so f t i t a n i u mt e t r a c h l o r i d e 3 t h et i 0 2p o w d e ri nt h en a n o - s c a l em a k e si te a s i e rt oc r e a t et h ea c c u m u l a t i o n d u et ot h es u r f a c ec h a r g ei n t e r a c t i o n , o nt h eb a s i so fe l e c t r o s t a t i cf o r c e ，h n 0 3 s o l u t i o ni su s e dt om o d i f yt h et i 0 2p o w d e rt oe n h a n c e d i s p e r s i o n h e n c e ，t h e e l e c t r o d em a t e r i a lr e d u c e st h es u r f a c ec r a c k sa n dt h ea g g r e g a t i o nb e t w e e np a r t i c l e s a n da d v a n t a g e o u st oi n c r e a s i n gt h es u r f a c ea r e ao ft h ef i l m s m o r ed y ea d s o r p t i o n i n c r e a s e st h ep h o t o c u r r e n t , a n dt h e ng r e a t l yi m p r o v e st h ep h o t o e l e c t r i cc o n v e r s i o n e f f i c i e n c y 4 n l et i t a n i u md i o x i d en a n o m b e ( t i n t ) w h i c hh a sah i g hs u r f a c ea r e ac a nb e d i r e c t l yf a b r i c a t e df r o mc o m m e r c i a lt i t a n i u md i o x i d ep a r t i c l eu n d e rt h es t r o n ga l k a l i c o n d i t i o nv i ar e f l u xr e a c t i o n 1 1 1 ey i e l di sh i g h e rt h a nt h ep r e v i o u sa r t d y e s e n s i t i z e d s o l a rc e l l s ( d s s c ) w e r ec o n s t r u c t e dw i t hf i l m sm a d eo fg r o w nt i 0 2n a n o t u b c s 皱 w o r k i n ge l e c t r o d e s ，a n dt h ei - vc u i v ew a sm e a s u r e d a sar e s u l t ，t h eo p e n c i r c u i t v o l t a g ea n df i l lf a c t o ro fd s s cw i t ht i 0 2n a n o t u b e si n c r e a s e da v a i l a b l y ，a n dt h ed a r k 2 0 0 8 年华东师范大学硕士毕业论文 c u r r e n td e c r e a s e d t i 0 2n a n o t u b ei sp r o v e dt ob ea p r o m i s i n gm a t e r i a li nd s s c k e y w o r d s ：d y e s e n s i t i z e ds o l a rc e l l s 、t i 0 2n a n o c r y s t a l l i n ee l e c t r o d e s 、t i 0 2 n a n o t u b e 、p h o t o e l e c t r i cc o n v e r s i o ne f f i c i e n c y i i i 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经 发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在 文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名。越 日期：塑坠塑 学位论文使用授权声明 本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保 留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权 将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有 权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索。有权将学位论文的标题和摘要 汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。 学位论文作者签名夕参老年 日期：碰：至! 星 导师签名荔李茗多 日期：堡墅竺：! ：量 2 0 0 8 年华东师范大学硕士毕业论文 第一章引言 1 1 能源危机与太阳能利用 自古以来，人类就为改善自身生存条件、促进社会经济发展而不停地奋斗着。 在这一过程中，能源一直扮演着极其重要的角色。能源就是能量的来源，是提供 能量的资源，这些来源或资源，要么来自物质，要么来自物质的运动，前者如煤 炭、石油、天然气等矿物燃料( 又称化石燃料) ，后者如水流、风流、海浪、潮 汐等。从广义上讲，在自然界里有一些自然资源本身就拥有某种形式的能量，它 们在一定条件下能够转换成人们所需要的能量形式，这种自然资源显然就是能 源。如煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能、核能等。但生产和生 活过程中由于需要或为便于运输和使用，常将上述能源经过一定的加工、转换使 之成为更符合使用要求的能量来源，如煤气、电力、焦炭、蒸汽、沼气、氢能等， 它们也称为能源，因为它们同样能为人们提供所需的能量。 由于能源形式多样，因此通常有多种不同的分类方法，它们或按能源的来源、 形成、使用分类，或从技术、环保角度进行分类。不同的分类方法都是从不同的 侧重面来反映各种能源的特征。 1 按地球上的能量来源分 地球上能源的成因不外乎以下三方面： 地球本身蕴藏的能源：如核能、地热能等。 来自地球外天体的能源：如宇宙射线、太阳能以及由太阳能引起的水能、 风能、波浪能、海洋温差能、生物质能、光合作用、化石燃料( 如煤、石油、天 然气等，它们是一亿年前由积存下来的有机物质转化而来的) 等。 地球与其他天体相互作用的能源：如潮汐能。 2 按被利用的程度分 从被开发利用的程度，生产技术水平和经济效果等方面对能源进行分类则 有： 常规能源：其开发利用实践长、技术成熟、能大量生产并广泛使用，如煤 炭、石油、天然气、薪柴燃料、水能等。常规能源有时又被称为传统能源。 2 0 0 8 年华东师范大学硕士毕业论文 新能源：其开发利用较少或正在研究开发之中，如太阳能、地热能、潮汐 能、生物质能等。核能通常也被看作新能源，尽管核燃料提供的核能在世界一次 能源的消费中已占1 5 ，但从被利用的程度还远不能和已有的常规能源比；另 外，核能利用的技术非常复杂，可控核聚变反应至今未能实现，这也是将核能仍 视为新能源的主要原因之一。不过也有不少学者认为应将核裂变作为常规能源， 核聚变作为新能源。新能源有时又称为非常规能源或替代能源。 3 按获得的方法分 一次能源：即自然界存在的，可供直接利用的能源，如煤、石油、天然气、 风能、水能等。 二次能源：即由一次能源直接或间接加工、转换而来的能源，如电、蒸汽、 焦炭、煤气、氢等，它们使用方便，易于利用，是高品质的能源。 4 按能否再生分 可再生能源：不会随其本身的转化或人类的利用而日益减少，如水能、风 能、潮汐能、太阳能等。 非再生能源：随人类的利用而越来越少，如石油、煤、天然气、核燃料等。 5 按能源本身的性质分 含能体能源：其本身就是可提供能量的物质，如石油、煤、天然气、氢等， 它们可以直接储存，因此便于运输和传输，含能体能源又称载体能源。 过程性能源：是指由可提供能量的物质的运动所产生的能源，如水能、风 能、潮汐能、电能等，其特点是无法直接储存。 6 按能否能作为燃料分 燃料能源：可以作为燃料使用的能源，如各种矿物燃料，生物质燃料以及 二级能源中的汽油、柴油、煤气等。 非燃料能源：是不可作为燃料使用的能源，其含义仅指其不能燃烧，而非 不能起燃料的某些作用，如加热等。 7 按对环境的污染情况分 清洁能源：即对环境无污染或污染很小的能源，如太阳能、水能等。 非清洁能源：即对环境污染较大的能源，如煤、石油等。 此外，在书籍和报章中还常常看到另外一些有关能源的术语或名词，如商品 2 0 0 8 年华东师范大学硕士毕业论文 能源，非商品能源，农村能源，绿色能源，终端能源等。表1 1 给出了能源分类 的情况。 表1 - 1 能源的分类 t a b l e1 - 1s o r t so fe n e r g ys o u r c e s 按使用状按一、二次能源分 按性质分 况分 一次能源二次能源 泥煤( 化学能)煤气( 化学能) 焦炭( 化学 褐煤( 化学能)能) 烟煤( 化学能)汽油( 化学能) 无烟煤( 化学能)煤油( 化学能) 石煤( 化学能)柴油( 化学能) 常规能源 燃料能源油页岩( 化学能)重油( 化学能) 油砂( 化学能)液化石油气( 化学能) 原油( 化学能、机械能)丙烷( 化学能) 天然气( 化学能、机械能)酒精( 化学能) 生物燃料( 化学能)苯胺( 化学能) 天然气水合物( 化学能)火药( 化学能) 电( 电能) 非燃料能蒸汽( 热能、机械能) 水能( 机械能) 源热水( 热能) 余热( 热能、机械能) 沼气( 化学能) 燃料能源核燃料( 核能) 氢( 化学能) 太阳能( 辐射能) 新能源 风能( 机械能) 非燃料能地热能( 热能) 激光( 光能) 源潮汐能( 机械能) 海洋温差能( 热能、机械能) 海流、波浪动能( 机械能) 2 0 0 8 年华东师范大学硕士毕业论文 近年来，随着科学技术的进步，经济的发展和人口的增长，对能源的需求量 越来越大。然而，石油、天然气、煤炭等重要能源毕竟是有限的，大多数国家都 已感到矿物燃料的贮藏量正在日益减少，甚至面临枯竭的危险。这种需求之间的 矛盾，是引发7 0 年代资本主义世界能源危机的重要原因之一。它不仅造成了世 界范围的政治和经济上的“困扰”，也给人类未来前途蒙上阴影。据有关科学家分 析，能源消耗量有每1 0 1 2 年增长一倍的趋势。常规能源的大量使用，不仅会使 环境污染加剧，而且可能扰乱大气中二氧化碳同氧之间的微妙平衡，甚至引起使 大气平均温度上升，冰山溶化，海面抬升等一系列严重破坏自然界状态的后果。 为了解决日益严峻的能源危机和环境问题，实现可持续发展，一些发达国家 纷纷从国家战略的高度制定了发展新能源的计划 1 】。而太阳能作为一种可再生 的清洁能源，有着其他能源无法比拟的优越性，使得对它的开发和利用越来越受 到人们的重视。 与化石燃料相比，太阳能作为新能源取之不尽、用之不竭；与核能相比，太 阳能作为非燃料能源更为安全，其应用不会对环境造成任何污染；与风能、水能 相比，太阳能利用的成本较低，且基本上不受地理条件的限制。每年太阳提供给 地球的能量为3 2 x 1 0 2 4 j ，大约相当于人类目前消耗能量的1 0 0 0 0 倍。如果以光 电转换效率为1 0 的光电器件覆盖o 1 的地球表面，就足以满足目前全人类的 能源需要 2 】。如何开发利用太阳能成了广大客机工作者需要紧迫研究的课题之 一。太阳能可以转化为热能、电能、生物能以及机械能等多种形式的能量。其中， 电能容易贮存和输送，便于应用在生产、生活等各个方面，于是，利用太阳能光 伏发电成为能源利用不可逆转的潮流，太阳能电池应运而生。 我国是世界上能源消耗增长最快的国家，也是s o x ，n o x ，c 0 2 等有害气体 的排放大国，环境污染的压力愈来愈大。同时，我国的太阳能光照资源十分丰富， 有近6 0 0 0 万无电人1 2 ，光伏工业发展前景十分广阔。因此，对太阳能电池的研 究、开发、利用成为我国解决能源问题的重要途径【2 】。 1 2 太阳能电池综述 自1 9 5 4 年美国贝尔实验室研制成功第一个实用硅太阳能电池以来，无机和 有机化合物类光伏材料相继问世。近年来，伴随着各种技术的蓬勃发展，导致薄 2 0 0 8 年华东师范大学硕士毕业论文 膜太阳能电池的制造技术也不断发展并不断趋于成熟和稳定。在薄膜太阳能电池 中，材料种类很多，且其电池结构也不一定。目前，太阳电池的研究开发主要有 四类：硅太阳电池( 包括单晶、多晶和非晶硅太阳电池 3 8 】) 、化合物半导体电 池、有机太阳电池和染料敏化纳米晶太阳电池( n p s ，g r l i t z e l 型光电电池) 【9 】。 硅系太阳电池是目前应用广泛、技术比较成熟的太阳电池，但其成本仍居高不下， 难以进一步提高它的光电转换效率。在现在研究的半导体材料中，化合物半导体 太阳电池使用的半导体材料砷化镓g a a s 、硒化铟铜c u l n s e 2 、磷化铟i n p 和锑化 镉c d t e l l 0 1 3 具有与最佳禁带宽度e g a p 相近的值( 约1 5 e v ) 1 4 ，但是，这些 半导体材料所采用的原料太昂贵而不宜大面积制备，而由于其毒性也限制了它们 的应用。作为一种新型太阳能电池，有机太阳能电池虽然具有可柔顺性和成本低 廉的优势，但是其转换效率和稳定性还过低。染料敏化太阳能电池是最近2 0 年 基于纳米技术发展起来的一种新型低成本太阳电池，虽然其转换效率和稳定性仍 然制约着其发展，但是，该电池被誉为最有应用前景的太阳电池 1 5 ，1 6 】，特别 是对于我们光伏产业发展比较晚的国家来说，对这种新型电池进行研究开发显得 尤为重要。表1 2 列出各种主要太阳电池的参数 1 7 】。 表1 2 各种光伏和光电化学太阳电池的性能参数 t a b l e1 2c h a r a c t e r so fa 1 1k i n d so fs o l a rc e l l s 转换率( ) 电池类型需要解决的问题 实验室商品化 单晶硅太阳能电池 2 41 0 1 5 降低成本和能耗 多晶硅太阳能电视 1 89 1 2降低成本，提高稳定性 非晶硅太阳能电池 1 37降低成本，提高稳定性 c u l n s e 2 太阳能电池 1 91 2 寻求1 1 1 和c d s 的替代品 纳米晶太阳能电池 1 0 , - 一1 17提高转化率、高温稳定性 有机太阳能电池 2 3提高稳定性和转换率 1 3 染料敏化太阳能电池的发展 染料敏化太阳能电池的历史起源于1 9 世纪的照相技术以及光电化学原理，它 们都依赖于在液一固界面的光致电荷分离。1 8 3 7 年，d a g u e r r e 发明制造了世界上 2 0 0 8 年华东师范大学硕士毕业论文 第一张照片。1 8 3 8 年，g u r n e y 和m o t t 1 8 弓【入卤化银处理，但由于感光卤化银颗 粒具有较宽的禁带宽度( 2 7 - - 3 2 e v ) ，只能吸收波长在4 6 0 h m 以下的部分可见光 以及紫外光谱，光谱利用效率较低。1 8 8 3 年，v o g e l 1 9 发现在卤化银颗粒上吸附 一层有机染料分子可以大大敏化乳剂的感光性，使其扩大到红光甚至红外光部 分。这使得“全色”宽谱黑白胶片乃至现在的彩色照片成为可能。其敏化的机理包 括了从有机染料分子向照相软片中卤化银颗粒的电子或能量的迁移。 与此同时，与照相技术同时期发展起来的光电现象的研究引起了人们的关 注。从1 8 3 9 年法国科学家e d m o n db e c q u e r e l 2 0 发现光电效应以来，光电化学的 研究已经有1 0 0 多年的历史。1 8 8 7 年，m o s e r 2 1 将照相技术中的染料增强概念引 入到了光电效应中，取得突破，得到了相同的增感效果。在1 9 6 4 年的光敏国际会 议上，n a m b a 和h i s h i k i 证实了这一结果，并声明染料在摄影以及光电化学领域中 起到相同的作用 2 2 】，染料以单分子层形式吸附在半导体电极上，从而有效地进 行电子的传输。之后的研究表明 2 3 2 5 】，电子在照相和光电化学领域具有相同 的传输机理，成为光电化学电池的重要基础。对于太阳能电池染料敏化方面的研 究早期工作较为突出研究者的还有m e i e r ，m e m m i n g 和g e r i s c h e r 等 2 6 1 ，但是由于 当时的光电化学电池采用的是致密的半导体膜，染料只能在膜的表面单层吸附， 而单层染料只能吸收小于1 的太阳光，多层染料又阻碍了电子的传输，因而光 电转换效率很低，达不到应用水平。 8 0 年代以来，以瑞士洛桑高等工业学院m g r i t z e l 教授为首的研究小组一直 在致力于纳米多孔t i 0 2 膜的半导体电极研究，以羧酸联吡啶钉( i i ) 配合物为敏 化染料，并选用适当的氧化一还原电解质，研究了一种染料敏化太阳能电池，并 于1 9 9 1 年取得突破性进展，其光电转换效率在a m l 5 模拟日光照射下可达7 1 7 9 2 7 3 0 】，其成本低廉( 仅为硅太阳电池的1 5 1 1 0 ) ，制作简单，性能稳定( 寿命 可达1 5 年以上) ，因而引起了众多研究者的兴趣。 19 9 3 年，g r t t z e l 等人再次报道了光电转换效率达10 的染料敏化太阳能电池 【3 1 】；1 9 9 7 年效率达到了1 0 1 1 3 2 】，短路电流为1 8 m a c m 2 ，开路电压为 7 2 0 m v 。1 9 9 8 年，g r f i t z e l 等人进一步研制出全固态g r 百t z e l 池 3 3 】，使用固体有 机空穴传输材料替代了液态电解质，单色光电转换效率达到3 3 ，从而引起了全 世界的关注。 2 0 0 8 年华东师范大学硕士毕业论文 染料敏化太阳能电池最吸引人的特点是其廉价的原材料和简单的制作工艺， 且性能稳定、衰减少，应用前景十分广阔。目前，全世界已有许多国家的科研机 构和公司参与该项研究，如s t a ( a u s t r a l i a ) 、i n a p ( g e r m a n y ) 、s o l a r o n i x ( s w i s s ) 和e c n ( n e t h e r l a n d s ) 等，并在商业化上取得一定的进展。日本是目前世界上研 究太阳能电池最多的国家之一。日本日立公司与京都大学足立基齐合作研制的 1 0 c m x l o c m 染料敏化太阳能电池，效率达9 1 。 1 4 本论文研究的目的和内容 1 4 1 研究目的 以t i 0 2 纳晶多孔薄膜电极的光电化学过程为基础的半导体纳晶薄膜太阳能 电池具有十分诱人的应用前景，目前文献报道的最大光电转换效率远低于理论 值，因此研究光电转换效率和稳定性能的提高应是当前的重要课题。在文献的调 研的基础上，本论文拟以t i 0 2 纳晶多孔薄膜为重点，在其微结构，光谱响应及 表面化学修饰等对提高光电性能有重要影响的关键问题进行机理和应用研究。 了解并掌握染料敏化太阳能电池的制作过程及其性能的测试过程，完成t i 0 2 多孔膜膜厚对太阳能电池光电转换效率影响的研究，寻找一个最佳膜厚，并对用 化学方法修饰t i 0 2 多孔膜前后对太阳能电池性能影响进行对比，制备高效率的 染料敏化纳米晶太阳能电池。 电子在t i 0 2 纳晶网络传输的过程中易与电子受体复合引起电流损失，这个 问题在电池面积放大时尤为严重，因此需要在探索电池微结构与光电性质的基础 上，优化纳晶薄膜，使注入电子在传输过程中的顺势达到最小。 r i 0 2 纳米管在电 子传输方面有着t i 0 2 颗粒所无法比拟的优势，电子将沿纳米晶t i 0 2 管壁作有向 传播而减少在传输过程中引起的电子复合，从而有效提高太阳能电池效率。本论 文拟采用强碱回流处理t i 0 2 颗粒的方法制备t i 0 2 纳米管，利用丝网印刷方法制 备光阳极，对比了以两种t i 0 2 制备得到的太阳能电池性能。 1 4 2 研究内容 本论文研究的内容主要有以下几个方面 ( 1 ) 制备纳米t i 0 2 多孔膜，观察不同多孔膜对太阳能电池的影响，观察 2 0 0 8 年华东师范大学硕士毕业论文 t i 0 2 多孔膜膜厚对太阳能电池性能影响的研究； ( 2 ) 用t i c l 4 对t i 0 2 多孔膜表面进行修饰，研究其对太阳能电池性能的 影响。 ( 3 ) 用h n 0 3 对t i 0 2 颗粒进行预处理，研究其对太阳能电池性能的影响。 ( 4 ) 用强碱回流处理t i 0 2 颗粒的方法制备t i 0 2 纳米管，制备了染料敏化 太阳能电池，研究太阳能电池性能。 2 0 0 8 年华东师范大学硕士毕业论文 参考文献 1 】雷永泉- - 十一世纪新材料丛书一新能源材料 m 天津：天津大学出版社， 2 0 0 2 ，2 2 2 【2 】韩宏伟染料敏化二氧化钛纳米晶薄膜太阳电池研究【d 武汉：武汉大学， 2 0 0 5 【3 】y o s h i h i r o h a m a k a w a r e c e n ta d v a n c e si na m o r p h o u ss i l i c o nt e c h n o l o g i e sa n d i t sa p p l i c a t i o nt os o l a rc e l l s j r e n e w a b l ee n e r g y , 19 9 6 ，8 ：10 16 4 】m a c w a i s t h ep o t e n t i a la t t r a c t i v e n e s sa n de f f i c i e n c yo fa m o r p h o u ss i l i c o n s o l a rc e l l sa sc o m p a r e dw i t hp o l y c r y s t a l l i n es i l i c o ns o l a rc e l l s j r e n e w a b l ee n e r g y , 19 9 5 ，6 ：5 7 9 5 8 7 【5 】r o b e r t o g a l l o n i a m o r p h o u ss i l i c o ns o l a rc e l l s j r e n e w a b l ee n e r g y , 19 9 6 ， 8 ：4 0 0 - 4 0 4 6 】j e f f r e yy a n g ，b a o j i ey a n , s u b h e n d ug u h a a m o r p h o u sa n dn a n o c r y s t a l l i n e s i l i c o n - b a s e dm u l t i - j u n c t i o ns o l a rc e l l s j t h i ns o l i df i l m s ，2 0 0 5 ，4 8 7 ：16 2 16 9 7 】k v m a y d e l l ，l k o r t e ，a l a a d e s ，e ta 1 c h a r a c t e r i z a t i o na n do p t i m i z a t i o no f t h ei n t e r f a c eq u a l i t yi na m o r p h o u s c r y s t a l l i n es i l i c o nh e t e r o j u n c t i o ns o l a rc e l l s j j o u r n a lo f n o n - c r y s t a l l i n es o l i d s ，2 0 0 6 ，3 5 2 ：19 5 8 19 6 1 8 】m k v a i lv e e n ，c h m v a nd e rw e 吒e ta 1 i n c o r p o r a t i o no fa m o r p h o u sa n d m i c r o c r y s t a l l i n es i l i c o ni nn - i 呻s o l a rc e l l s j t h i ns o l i df i l m s ，2 0 0 3 ，4 3 0 ：216 - 219 9 】施敏主编，现代半导体器件物理，2 0 0 1 ，科学出版社 【1o j u h as a r l u n d ，m i k k or i t a l a , m a r k k ul e s k e l a , e ta 1 c h a r a c t e r i z a t i o no fe ta l k i n g p r o c e d u r ei np r e p a r a t i o no fc d t es o l a rc e l l s j s o l a re n e r g ym a t e r i a l & s o l a rc e l l s ， 1 9 9 6 ，4 4 ：1 7 7 - 1 9 0 11 】t t a k a m o t o ，t a g u i ，h k u r i t a , e ta 1 i m p r o v e d j u n c t i o nf o r m a t i o np r o c e d u r ef o r l o wt e m p e r a t u r ed e p o s i t e dc d s c d t es o l a rc e l l s j s o l a re n e r g ym a t e r i a l & s o l a r c e l l s ，1 9 9 7 ，4 9 5 0 ：2 1 9 2 2 5 12 1t t o y a m a , t y a m a n o t o ，h o k a m a o t o i n t e r f a c i a lm i x e d c r y s t a ll a y e r i n c d s l c d t ch e t e r o s t r u c t u r ee l u c i d a t e db ye l e c t r o r e f l e c t a n c e p e c t r o s c o p y j s o l a r 9 2 0 0 8 年华东师范大学硕士毕业论文 e n e r g ym a t e r i a l & s o l a rc e l l s ，1 9 9 7 ，4 9 ：2 1 3 2 1 8 1 3 s k u m a z a w a , s s h i b u t a n i ，t n i s h i o ，e ta 1 1 5 1 h i g h l ye f f i c i e n tt h i nf i l mc d s c d t es o l a rc e l l j s o l a re n e r g ym a t e r i a l & s o l a rc e l l s ，19 9 7 ，4 9 ：2 0 5 212 1 4 a s h a h , r p l a t z ，h k e p p n e r , s o l a re n e r g ym a t e r i a l s & s o l a rc e l l s1 9 9 5 ，3 8 ，5 0 1 1 5 m g r l i t z e l ，n a t u r e2 0 0 0 ，4 0 3 ，3 6 3 16 a m u l fj a g e r - w a l d a u , p vs t a t u sr e p o r t2 0 0 3 ，e u r o p e a nc o m m i s s i o n ，d gj r c h t t p ：e u r o p a e u i n t 【1 7 a s h a h ，p t o r r e s ，r t s c h a m e r , n w y r s c h , h k e p p n e r , 1 9 9 9 ，2 8 5 ，6 9 2 【18 g u m e y , r w & m o r t ，n f t h e o r yo ft h ep h o t o l y s i so fs i l v e rb r o m i d ea n dt h e p h o t o g r a p h i cl a t e n ti m a g e p r o c r s o c l o n d a1 6 4 ，1 5 1 - 1 6 7 ( 1 9 3 8 ) 【19 w e s lw f i r s th u n d r e dy e a r so fs p e c t r a ls e n s i t i z a t i o n p r o c v o g e lc e n t s y m p p h o t o g r s c i e n g 1 8 ，3 5 - 4 8 ( 1 9 7 4 ) 【2 0 b e q u e r e l ，e r e c h e r c h e ss u rl e se f f e t sd el ar a d i a t i o nc h i m i q u ed el al u m i 6 r e s o l a i r c ，a um o y e nd e s c o u r a n t sd l e c t r i q u e s c r a c a d s c i 9 ，1 4 5 - 1 4 9 ( 18 3 9 ) 【21 m o s e r , j n o t i zt i b e rd i ev e r s t a r k u n gp h o t o e l e c t r i s c h e rs t r 6 m ed u r c ho p t i s c h e s e n s i b i l i s i e r u n g m o n a t s h c h e m 8 ，3 7 3 ( 18 8 7 ) 2 2 n a m b a , s & h i s h i k i ，yc o l o rs e n s i t i z a t i o no fz i n co x i d ew i t hc y a n i d ed y e s j p h y s c h e m 6 9 ，7 7 4 - 7 7 9 ( 19 6 5 ) 2 3 n e l s o n , r c m i n o r i t yc a r t i e rt r a p p i n ga n dd y es e n s i t i z a t i o n j p h y s c h e m 6 9 ， 7 1 年- 7 1 8 ( 1 9 6 5 ) 2 4 1 戴松元，王孑l 嘉等，太阳能学报1 9 9 7 ，1 8 ( 2 ) ，2 2 2 5 m a r i n u sk t m s t ，a h m e de n n a o u i ，s o l a re n e r g ym a t e r i a l s & s o l a rc e l l s2 0 0 4 ， 8 3 ，3 2 6 l o f e r s k ij p r o g r e s si np h o t o v o l t a i c s ：r e s e a r c ha n da p p l i c a t i o n s ，1 9 9 3 ，1 ：6 7 6 8 p 2 7 o r e g a nb ，g r 冱t z e lm al o w c o s t ，h i 曲e f f i c i e n c y s o l a rc e l lb a s e do n d y e - s e n s i t i z e dc o l l o i d a lt i 0 2f i l m s n a t u r e ，19 91 ，35 3 ：7 3 7 7 4 0 p 2 8 r o t h e n b e r g e rg ，f i t z m a u r i c ed ，g r i t z e lm jp h y sc h e m , 1 9 9 2 ，9 6 ：5 9 8 3 p 2 9 k a ya ，h u m p h r y b a k e rr g r f i t z e lm jp h y sc h e m , 19 9 4 ，9 8 ：9 5 2 p 【3 0 m c e v o yaj ，g r i t t z e lm s o l a re n e r g ym a t e r i a l s & s o l a rc e l l s ，19 9 4 ，3 2 ：2 21p 【31 n a z e e r u d d i nm kk a ya ，r o d i c i o1 ，e ta 1 c o n v e r s i o no fl i g h tt oe l e c t r i c i t yb y 1 0 2 0 0 8 年华东师范大学硕士毕业论文 c i s x 2 b i s ( 2 ，2 - b i p y r i d y l - 4 ，4 - d i c a r b o x y i a t e ) r u t h e n i u m ( i i ) c h a r g e - t r a n s f e rs e n s i t i z e r s ( x = c1 ，b r - ，i ，c n 一，a n ds e n ) o nn a n o c r y s t a l l i n et i 0 2e l e c t r o d e s j a m c h e m s o c ， 1 9 9 3 ，11 5