基于超长TiO_2纳米线阵列的染料敏化太阳电池

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• 英文论文题名：Ultra-Long TiO_2 Nanowire Arrays for Dye-Sensitized Solar Cells
• 论文作者：于清江 ; 黄跃武 ; 李海亮 ; 倪世明
• 英文论文作者：Qingjian Yu ; Yuewu Huang ; Hailiang Li ; Shiming Ni ; Department of Opto-electronic Information Science ; School of Materials Science and Engineering ; Harbin Institute of Technology
• 年：2016
• 作者机构：哈尔滨工业大学材料科学与工程学院;
• 论文关键词：染料敏化太阳电池 ; TiO_2 ; 纳米线阵列
• 会议召开时间：2016-07-01
• 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第二十二分会：有机光伏的机遇和挑战
• 语种：中文
• 分类号：TM914.4
• 学会代码：ZGHY
• 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第二十二分会 ; 有机光伏的机遇和挑战
• 会议地点：中国辽宁大连
• 主办单位：中国化学会
• 学会名称：中国化学会
• 页数：1
• 文件大小：257k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

在染料敏化太阳电池中,一维TiO_2纳米线阵列因其能提供电子转移的直接通道而受到广泛关注~([1,2])。这里我们采用简单的一步溶剂热法在没有使用任何表面修饰剂和模板条件下在FTO衬底上生长出超长单晶金红石型TiO_2纳米线阵列。通过调节反应溶液中乙醇含量,可以很容易地控制TiO_2纳米线阵列的长度及多孔结构。结果表明,当反应溶液中乙醇含量为20 mL时,我们可以得到长度约为44μm、高度有序且多孔的金红石型TiO_2纳米线阵列。在此基础上制备的DSC在AM1.5G模拟太阳光照射下功率转换效率达到8.9%。在此基础上,利用在44μm长的TiO_2纳米线阵列表面丝网印刷一层高质量光散射薄膜,DSC的功率转换效率可以进一步提高到9.6%。
Vertically aligned rutile TiO_2 nanowire arrays(NWAs) with lengths of ~44 mm have been successfully synthesized on transparent conductive fluorine-doped tin oxide glass by a facile one-step solvothermal method. The length and wire-to-wire distance of NWAs can be controlled via adjusting the ethanol content in the reaction solution. By employing an optimized rutile TiO_2 NWAs for dye-sensitized solar cells(DSCs), a remarkable power conversion efficiency(PCE) of 8.9% is achieved. Moreover, in combination with a light-scattering layer, the performance of the rutile TiO_2 NWAs based DSC can be further enhanced, reaching an impressive PCE of 9.6%, which is the highest efficiency for the rutile TiO_2 NWA based DSCs so far.

引文

[1]Lv,M.;Zheng,D.;Ye,M.;Xiao,J.;Guo,W.;Lai,Y.;Sun,L.;Lin,C.Energy Environ.Sci.2013,6,1615
    [2]Wu,W.-Q.;Xu,Y.-F.;Su,C.-Y.;Kuang,D.-B.Energy Environ.Sci.2014,7,644