一步法合成微纳结构TiO2及在染料敏化太阳电池中的应用

TiO2纳米颗粒具有较高的比表面积及吸附性能，使得其在染料敏化太阳电池中的应用及效率取得了突出的进展.近年来，TiO？2微米球由于具有较大的比表面积、对可见光的散射作用强，以及特殊的微纳米结构等特点，倍受人们的关注.因此，为了获得较高的光电转化效率，充分利用各维度微纳米材料的优点，制备复合维度的光阳极结构薄膜是目前研究的热点.在本研究中，我们采用一步法直接合成了TiO？2微米球与纳米颗粒共生纳米材料，该共生材料具有较大的比表面积、优良的光散射作用.将其作为光阳极材料应用于染料敏化太阳电池中，与纯微米球及纳米颗粒相比，基于该共生纳米材料制备的光阳极薄膜的染料吸附量大、电子寿命长，有效地提高了电池的短路电流密度，在相同的多孔薄膜厚度为7.2μm时，得到了8.15%的光电转化效率，优于纯微米球的7.60%及纳米颗粒的6.83%.最后，通过加入一层纳米颗粒（4.8μm）进行薄膜结构优化及TiCl？4处理，基于该共生微纳米结构的太阳电池获得了10.82%的高光电转化效率.