简易模板剂法制备多级介孔TiO2微球及其在染料敏化太阳能电池中的性能.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao182ActaPhys．一Chim．Sin．2013，29(1)，82-88January[Article]doi：10．3866／PKU．WHXB201211071www．whxb．pku．edu．cn简易模板剂法制备多级介孔TiO2微球及其在染料敏化太阳能电池中的性能郭薇’王开’沈艺花’张贺翁韬马廷丽，(大连理工大学化工学院，精细化工国家重点实验室，辽宁大连116024；营口奥匹维特新能源科技有限公司，辽宁营口115003)摘要：采用模板剂法一步合

2、成分级结构的介孔TiO微球，考察了烷基胺类模板剂中烷基链长度对介孔TiO微球合成及性能影响．将其应用于染料敏化太阳能电池的光阳极半导体薄膜中，得到了9．52％一10．15％的高能量转换效率．X射线衍射(XRD)、物理吸附仪(BET)、扫描电镜(SEM)等的分析结果表明：分级结构介孔TiO微球的晶相为纯锐钛矿型：介孔TiO。微球表面粗糙，是由14—18nm的纳米粒子堆积形成，使微球具有介孔性质和较适宜的比表面积．介孔TiO：微球堆积形成了利于物质扩散的通道并具有良好的光散射效果：同时微球介孔粗糙表面

3、保证了染料的大量吸附，从而提高了电池的光电流．通过电化学阻抗分析结果验证了分等级结构介孔TiO微球光阳极有利于电解液的传输和物质扩散的优异性能．关键词：染料敏化太阳能电池：光阳极：TiO球体：纳米结构：光电转换中图分类号：0649；0644ASimpleTemplateSynthesisofHierarchicallyMesoporousTi02MicrosphereforDye-SensitizedSolarCellsGUOWei’WANGKai’SHENYi．Hua’ZHANGHeWENGTa

4、oMATing—Li’-。_(StateKeyLaboratoryofFineChemicals，SchoolofChemicalEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,LiaoningProvince,PR．China；)TngkouOpvtechNewEnergyCo．Ltd．，Yingkou115003，LiaoningProvince,PR．China1Abstract：MesoporousTiO2microspheres

5、weresynthesizedusingasimpletemplatemethod．TheefectofthealkylchainlengthonthesynthesisandpropertiesoftheTiO2microsphereswasstudied．Ahighpowerconversioneficiency(9．5％一10．1％)wasattainedbythedye—sensitizedsolarcells(DSCs)fabricatedwithlhehierarchicallymes

6、oporousTi02microspheref¨ms．ThephysicalpropertiesoftheTiO2microsphereswereanalyzedbyX—raydiffraction(XRD)，N2physisorption(BET)，andscanningelectronmicroscopyfSEM)．TheresultsindicatedtheTiO2microspherecrystalstructuretobeinlhepureanatasephase；theroughsur

7、facemicrostructureoftheTiO2microspheres，formedthroughaccumulationofnanocrystalline(14—18nmdiameter)TiO2particles，providesaproperlargesurfaceareaandmesoporousstructure．ThehierarchicallymesoporousTiO2microspherescanf0rmgoodpathsformasstransport，andalsoa

8、ctaslightscatteringlayersforeficientlightharvesting．Meanwhile．theroughTiO2microspheresurfaceensuresasuficientamountofdyeuptake，andconsequentlyimprovesthephoto—generatedelectrondensity．Electrochemicalimpedanceanalysisdemonstratedtheadvantageofu