基于染料敏化太阳能电池用的复合分级结构TiO2的可控制备及性能研究

项目名称： 基于染料敏化太阳能电池用的复合分级结构TiO2的可控制备及性能研究

项目编号： No.51202139

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 无机非金属材料学科

项目作者： 杨伟光

作者单位： 上海大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 作为染料敏化太阳能电池的核心组成部分之一的光阳极，其材料的比表面积、晶面、颗粒尺寸、结构、表面形态以及形貌等，都是直接影响电池性能的重要因素。因此，对光阳极材料的这些因素进行调控，既是提高电池效率的重要途径之一，也是重点研究方向之一。在前期实验工作基础上，本项目拟通过对溶剂热反应体系的选择合成具有复合分级结构的TiO2，研究其成核-结晶-长大-自组装的过程及规律，探索其形成机理。通过对实验条件（如钛离子源、钛离子浓度、pH值、酸碱源、表面活性剂、晶面保护剂以及反应时间和温度等）的调控，实现对复合分级结构TiO2的形貌、尺寸、晶面等的调控，获得该复合分级结构TiO2的可控制备技术和知识，建立对该体系下控制合成材料的新原理和新方法；探讨该复合分级结构TiO2的形貌、尺寸、晶面及晶型等对染料敏化太阳能电池性能的影响规律，为染料敏化太阳能电池性能的提高探索新的方法和思路。

中文关键词： 染料敏化太阳能电池；二氧化钛；;晶面；复合分级结构；可控制备

英文摘要： As the key component material of dye-sensitized solar cells (DSCs), the features of the photoelectrode materials (such as surface area, facet, particle size, structure, surface structure and morphology, etc.) are all imported factors influencing the cell performance. Therefore, controlling the factors of the photoanode materials is not only one of important approaches to improve cell efficiency, but also one of major investigations in the field of dye-sensitized solar cells. Based on our previous research, in this program, solvothermal reactive system will be selected to prepare hierarchically-structured TiO2, the nucleation-crystallization-growth-self-assembly process and formation mechanism will also be investigated. Through tuning the experimental conditions such as Ti ion sources, concentration of Ti ion, pH value, acid-base source, surfactant, plane-controlling agent, reactive time and temperature, the control of morphology, size and facet of hierarchically-structured TiO2 is realized. Consequently, the knowledge and technology of controlled preparation of hierarchically-structured TiO2 will be acquired, and new principle and method of material controlled-synthesis will also be achieved. Influence of morphology, size, facet and phase of hierarchically-structured TiO2 on performance of DSCs will be investiga

英文关键词： dye-sensitized solar cells；titania；facets；hierarchical strutures；controlled synthesis