聚苯乙烯和聚乙二醇對TiO2薄膜微觀(guān)結構及DSSC性能的影響

第35卷第5期化工新型材料Vol. 35 No. 52007年5月NEW CHEMICAL MATERIALS.●17新材料與新技術(shù)聚苯乙烯和聚乙二醇對TiO2薄膜微觀(guān)結構及DSSC性能的影響韓鵬楊宏訓吳季懷"姜奇偉李品將(華僑大學(xué)物理化學(xué)研究所,泉州362021)摘要用水熱法制備了多孔TiO2光電薄膜;分析了聚苯乙烯和聚乙二醇對納米TiO2晶體薄膜徽觀(guān)結構的影響;用縈外可見(jiàn)-近紅外分光光度計和場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡對納米TiOr薄膜進(jìn)行了表征;并對組裝的染料敏化太陽(yáng)能電池進(jìn)行了光電性能測試,發(fā)現用聚苯乙烯處理后的TiO2薄膜提高了染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSC)的開(kāi)路電壓、短路電流密度、填充因子和光電轉換效率。關(guān)鍵詞染料敏化太陽(yáng)能電池， 納米Ti02薄膜,聚苯乙烯，聚乙二醇Effects of PS and PEG on microstructure of TiO2 thin filmand performance of dye-sensitized solar cellsHan Peng Yang Hongxun Wu Jihuai Jiang Qiwei Li Pinjiang(Physics- Chemistry Institute, Huaqiao University,Quanzhou 362021)Abstract We fabricated polyporous TiO2 photoelectricity thin film by using hydrothermal methods, analysed theeffects of polystyrene(PS) and polyethylene glycol(PEG) on the microstructure of nanocrystaline TiO2 thin films. TiO2particles and thin films were characterized with UV-Vis absorbance spectroscopy and FE SEM, The photoelectrochermicalproperties of the thin films and the performances of dye-sensitized solar cells were measured by photocurrent density andphotocurrent-voltage curves. We found that the thin film utilized PS treatment can improving open circuit photovoltage,short circuit photocurrent density, fill factor and energy conversion eficiency.Key words dye -sensitized solar cell, nanometer TiO2 thin fim, polystyrene, polyethylene glycol20世紀90年代發(fā)展起來(lái)的染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSC)隴化工廠(chǎng);氫氧化鈉(AR),廣東西隴化工廠(chǎng);鈦酸正丁酯與傳統的硅太陽(yáng)能電池相比,具有廉價(jià)、高效、制作工藝要求(AR),. 上海國藥集團化學(xué)試劑有限公司;透明導電玻璃(SmOr低、壽命長(cháng)的優(yōu)點(diǎn),迅速成為研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)口一0。在膜,80/cm2),北京建筑材料研究院;聯(lián)吡啶釕化合物[cis-RuDSSC中,多孔TiO2薄膜是連接染料和導電玻璃的中間橋梁,(NCS)2(dcbpy)x 簡(jiǎn)稱(chēng)N.],瑞士Solarmix公司。起到固定染料、接受染料中的光生電子并傳遞到導電玻璃表儀器設備:超聲波清洗器,上?？茖С晝x器有限公司; .面的作用,要盡可能有效的和敏化劑結合,使電子空穴對發(fā)生磁力攪拌器(RCT basic), 德國IKA公司場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡分離,快速的輸運光生電子[0.0。研究表明, TiOr膜的晶型、(LE01530)、紫外可見(jiàn)近紅外分光光度計(Shimadzu UV-比表面積、粒子大小、膜厚度、膜的表面形貌等是影響電池光3100型),日本島津公司;100W氙燈(XQ-500W),上海電光器電轉換效率的重要因素[7間。近年來(lái)報道的有關(guān)以聚苯乙烯件有限公司;自己組裝的太陽(yáng)能電池測試儀等。(PS)自組裝膠體晶體作為模板,來(lái)制備有序的TIOr薄膜,取1.2 PS 微球懸浮液的制備得了較高的開(kāi)路電壓凹。本研究探討了PS 和聚乙二醇量取200mL二次去離子水加入到500mL四頸圓底燒瓶(PEG)對納米TiO2薄膜微觀(guān)結構和染料敏化太陽(yáng)能電池光中,水浴加熱至70C,在N2保護下,加人20mL苯乙烯單體電性能,據所知此方面相關(guān)的文章尚不多見(jiàn)。(用0.1%的NaOH溶液除去阻聚劑)和引發(fā)劑過(guò)硫酸銨溶液,在強列攪拌下(500r/min).持續反應24h,得到PS懸浮1實(shí)驗部分液中國煤化工斗過(guò)濾，以除去較大的1.1 主要試劑和儀器微YHCNMHG試劑:苯乙烯,廣東西隴化工廠(chǎng);過(guò)硫酸銨(AR),廣東西基金項目:國家自然科學(xué)基金資助項目(No. :50372022,No. : 50572030);福建省自然科學(xué)基金資助項目(No. : E0210023,No. : E0110026)作者簡(jiǎn)介:韓鵬(1982 -),男,碩士,從事功能材料研究。18●化工新型材料第35卷1.3染料敏化 TiO2薄膜的制備和電池的組裝將15mL鈦酸正丁酯逐滴加人到150mlL, pH=1的硝酸水溶液中并在80C的條件下不斷攪拌,直至形成半透明的溶膠;然后加入到高壓釜中，在200C下水熱12h10].將生成的TiO2漿體分為兩部分:一部分加入適量的PS懸浮液和乳化劑,磁力攪拌濃縮到-定黏度，用刮涂法進(jìn)行涂膜,標記為T(mén)iOurs ;另一部分加入適量的PEG(Mw= 2000)和乳化劑，然后磁力攪拌濃縮到一定的黏度，用刮涂法涂膜，標記為T(mén)iO