含有TiO2刺球散射中心光阳极的设计及其在染料敏化太阳能电池的应用

采用水热法制备了一种刺球状TiO2（NT），将其作为光散射中心，与纳米晶TiO2混合，制备成一种底层为P25薄膜（作为染料吸收层），上层为添加NT散射层的混合结构的薄膜光阳极。探讨了NT添加量对薄膜性能的影响，实验结果表明，当NT与P25粉体的质量比为35%时电池光电性能最优，电池短路光电流密度为14.30 mA·cm-2，其光电转换效率达到7.38%。质量比继续增大，当达到50%时电池性能有所下降，光电转换效率降为5.99%，同时染料吸附量也由73.2 μmol·cm-2降到70.1 μmol·cm-2。这表明过量的大颗粒TiO2刺球散射中心会减少光阳极的比表面积从而降低染料的有效吸附量，并且还会引起不必要的反向散射，只有适量的散射中心才能得到最佳性能的太阳能电池器件