染料敏化太阳能电池光阳极用氧化锌复合纳米结构及制法

摘要

染料敏化太阳能电池光阳极用氧化锌复合纳米结构及制法，该复合结构由ZnO纳米片阵列和ZnO介孔微球构成，所述ZnO纳米片直接生长在导电基底上，ZnO介孔微球附着在纳米片的表面。首先以硝酸锌和氯化钾水溶液为电解液，采用标准三电极体系直接在导电玻璃上电沉积生长ZnO纳米片阵列；然后配制醋酸锌的一缩乙二醇溶液进行溶剂热反应，合成ZnO介孔微球；最后采用旋涂工艺将乙醇分散的ZnO介孔微球转移到ZnO纳米片表面，并进行300~600℃煅烧。该光阳极同时具有电子直线传输通道、高比表面积、高光散射效应的结构特征，在有效降低电子的复合损耗的同时，可以提高太阳能电池的光吸收效率，从而提高电池的光电转换效率。

主权项

1.染料敏化太阳能电池光阳极用氧化锌复合纳米结构的制备方法，其特征在于制备步骤为:(1)配制Zn²⁺浓度为0.03~0.1mol/L、Cl^-1浓度为0.06~0.2mol/L的硝酸锌和氯化钾的混合水溶液，所得溶液记为A，Zn²⁺和Cl^-1摩尔浓度比为1:2；(2)以上述制备的A溶液充当电解液，采用标准三电极电化学体系在导电玻璃上恒电位沉积ZnO纳米片阵列，所用沉积电位是0.8~1.3V，电解液温度为60~80℃，沉积时间为0.1~2h，标准三电极电化学沉积体系的工作电极为FTO导电玻璃，对电极为铂电极，参比电极为饱和甘汞电极；(3)将Zn(Ac)₂·2H₂O溶于一缩乙二醇，配制成浓度为0.05~0.5mol/L的溶液，所得溶液记为B；(4)将混合溶液B加热到150~180℃进行溶剂热合成，冷凝回流4~24小时后，离心分离产物并用乙醇反复洗涤，最后烘干成为ZnO介孔微球白色粉末，所合成的ZnO介孔微球的直径为200~800nm；(5)将ZnO介孔微球白色粉末用乙醇分散，旋涂到ZnO纳米片阵列薄膜表面，获得ZnO纳米片阵列和ZnO介孔微球构成的复合纳米结构，旋涂转速为1000~6000rpm；(6)将步骤(5)中制备的ZnO复合结构薄膜在300~600℃下保温0.5~2h。