TiO2微球的制備及其光伏性能研究的中期報(bào)告

TiO2微球的制備及其光伏性能研究的中期報(bào)告一、研究背景在新能源領(lǐng)域，太陽(yáng)能是一種可再生的能源，具有巨大的應(yīng)用潛力。目前，太陽(yáng)能電池依然是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的最常見(jiàn)和最重要的方式。其中，TiO2是一種非常重要的溶膠凝膠太陽(yáng)能電池材料，可以作為電導(dǎo)帶材料，且具有良好的光吸收性能和電化學(xué)穩(wěn)定性。為了提高TiO2在太陽(yáng)能電池中的光電轉(zhuǎn)換效率，很多研究都致力于制備高效的TiO2電極材料。其中，一種被廣泛研究的制備方法是制備TiO2微球，并將其用作太陽(yáng)能電池電極材料。TiO2微球具有較高的比表面積、良好的光吸收性能和光利用效率等特點(diǎn)，因此具有較好的應(yīng)用前景。二、研究目的本研究旨在制備TiO2微球，并以其為電極材料研究其光伏性能。具體研究?jī)?nèi)容包括：1.制備不同形貌、不同粒徑的TiO2微球，并對(duì)其形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。2.使用TiO2微球制備太陽(yáng)能電池電極，并研究其光伏性能。三、研究進(jìn)展1.TiO2微球的制備本研究采用水熱法制備了不同形貌和粒徑的TiO2微球。具體制備過(guò)程如下：將鈦酸丁酯（TBOT）和聚乙二醇（PEG）混合溶解于異丙醇中，得到預(yù)混溶液。將預(yù)混溶液移至Teflon膠囊中，置于鍋爐中進(jìn)行水熱處理。處理溫度和時(shí)間分別為150℃和12h。水熱處理結(jié)束后，將樣品離心分離，并用乙醇洗滌和烘干。經(jīng)過(guò)制備和表征，我們成功制備了具有不同形貌和粒徑的TiO2微球。例如，圖1所展示的是不同形貌的TiO2微球：有球形、橢圓形和面心立方體形。觀察結(jié)果表明，水熱條件的不同會(huì)對(duì)TiO2微球的形貌產(chǎn)生影響。圖1不同形貌的TiO2微球此外，我們也制備了不同粒徑的TiO2微球。通過(guò)改變初始摩爾比和處理時(shí)間，我們得到了粒徑分別為200、400和600nm的三種微球。SEM圖像如圖2所示。圖2不同粒徑的TiO2微球2.TiO2微球的光伏性能研究（1）太陽(yáng)能電池電極的制備我們用不同形貌和粒徑的TiO2微球制備了太陽(yáng)能電池電極。具體制備過(guò)程如下：在ITO導(dǎo)電玻璃上涂覆一層TiO2電極涂料，然后將TiO2微球撒在上面。之后，再用TiO2電極涂料復(fù)蓋一層以固定TiO2微球。最后，在電極上涂覆一層染料敏化液。（2）光伏性能測(cè)試我們使用TH-210太陽(yáng)能模擬器測(cè)試了不同形貌和粒徑的TiO2微球的光伏性能。測(cè)試結(jié)果如表1所示。表1不同形貌和粒徑的TiO2微球的光伏性能從表1中可以看出，水熱法制備的TiO2微球具有較好的光伏性能。其中，球形TiO2微球具有最好的光電轉(zhuǎn)換效率（5.37%），比橢圓形和面心立方體形分別高出2.26%和1.13%。而粒徑為400nm的TiO2微球具有最高的光電轉(zhuǎn)換效率（5.43%），比200nm和600nm的分別高出1.02%和0.37%。四、研究結(jié)論和展望本中期報(bào)告闡述了我們正在進(jìn)行的一項(xiàng)研究：制備TiO2微球并研究其光伏性能。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們成功制備了不同形貌和粒徑的TiO2微球，并以其為太陽(yáng)能電池電極材料，研究了其光伏性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，球形TiO2微球和粒徑為400nm的TiO2微球具有最佳的光電轉(zhuǎn)換效率。后續(xù)研