染料敏化太阳能电池中TiO2光阳极形貌研究进展

化工进展

染料敏化太阳能电池中TiO2光阳极形貌研究进展

耿蕊1，2，路胜利2，高建荣1

1浙江工业大学化学工程与材料学院，浙江杭州 310000；2浙江科技学院生化学院，浙江杭州 310023

出版日期:2014-02-05 发布日期:2014-02-25

Research progress in TiO2 photoanode morphology based on DSSC

GENG Rui1. 2，LU Shengli2，GAO Jianrong1

1College of Chemical Engineering and Materials Science，Zhejiang University of Technology，Hangzhou 310000，Zhejiang，China；2School of Biological and Chemical Engineering，Zhejiang University of Science and Technology，Hangzhou 310023，Zhejiang，China

Online:2014-02-05 Published:2014-02-25

摘要/Abstract

摘要： 纳米TiO2具有合适的禁带宽度（3.2 eV）、良好的光电化学稳定性、价格低廉、易牢固吸附染料等优点，目前仍是应用于染料敏化太阳能电池（DSSC）主要的半导体材料。TiO2光阳极是DSSC的重要组成部分之一，其晶体的形貌与DSSC的光电性能密切相关。本文综述了应用于DSSC中不同形貌TiO2光阳极，重点探讨了常规TiO2光阳极形貌，如纳米粒子、纳米棒、纳米线、纳米管；对新型TiO2光阳极及复合光阳极的形貌也作了介绍。讨论了不同形貌TiO2光阳极的制备方法及其结构对DSSC光电性能的影响，提出TiO2光阳极今后的研究方向是将不同形貌光阳极进行复合或混合掺杂来提高电子传输速率、优化TiO2薄膜厚度、控制TiO2薄膜中晶体结构抑制电荷再结合、提高电荷传输效率。

关键词: 染料敏化太阳能电池, TiO2光阳极, 形貌, 光电性能, 研究进展

Abstract: TiO2 nanomaterials are widely used in dye sensitized solar cells (DSSC) because of its appropriate bandgap width of 3.2eV，good photoelectrochemical stability；low cost and firm dye adsorbing. TiO2 photoanode is one of the most important parts of the DSSC，and its morphology is closely related to the photoelectric performances of the DSSC. Different morphologies of TiO2 photoanode applied in DSSC were introduced in this paper. The general TiO2 photoanode morphologies，including nanoparticles，nanorods，nanowires and nanotubes，were emphatically discussed. The novel and composite TiO2 photoanode morphologies were also introduced. The effect of preparation methods and morphologies of TiO2 photoanode on DSSC photovoltaic performance were discussed. The future research direction of TiO2 photoanode is proposed，which includes the use of composite or mixed doped of different photoanode morphologies to improve electron transport rate，the optimization of TiO2 film thickness，the crystal structure controlling of TiO2 thin films with depressing of charge recombination，and the improvement of the charge transferring efficiency.

Key words: DSSC, TiO2 photoanode, morphology, photoelectric properties, research progress

耿蕊1，2，路胜利2，高建荣1. 染料敏化太阳能电池中TiO2光阳极形貌研究进展[J]. 化工进展.

GENG Rui1. 2，LU Shengli2，GAO Jianrong1. Research progress in TiO2 photoanode morphology based on DSSC[J]. Chemical Industry and Engineering Progree.

[1]	李盼, 马俊洋, 陈志豪, 王丽, 郭耘. Ru/α-MnO₂催化剂形貌对NH₃-SCO反应性能的影响[J]. 化工学报, 2023, 74(7): 2908-2918.
[2]	宇国佳, 靳冬玉, 周智勇, 张帆, 任钟旗. 多孔液体的设计合成与应用研究进展[J]. 化工学报, 2023, 74(1): 257-275.
[3]	陆勇, 刘对平, 李晨阳, 周吉彬, 叶茂. 光纤内窥图像法测量MTO催化剂表观形貌及其积炭量的实验研究[J]. 化工学报, 2022, 73(6): 2662-2668.
[4]	唐翠萍, 张雅楠, 梁德青, 李祥. 聚乙烯己内酰胺链端改性及其对甲烷水合物形成的抑制作用研究[J]. 化工学报, 2022, 73(5): 2130-2139.
[5]	葛世轶, 杨遥, 黄正梁, 孙婧元, 王靖岱, 阳永荣. 基于静电分选解析聚乙烯颗粒生长与形貌演变[J]. 化工学报, 2022, 73(4): 1585-1596.
[6]	王祺, 房阔, 贺聪慧, 王凯军. 流动电极电容去离子技术综述：研究进展与未来挑战[J]. 化工学报, 2022, 73(3): 975-989.
[7]	王之豪, 宋欣, 殷亚然, 张先明. 微流控纺丝中凝胶速率对螺旋纤维形貌的调控机制[J]. 化工学报, 2022, 73(11): 5158-5166.
[8]	李闯, 张扬, 刘小娟, 王学重. 添加剂作用下阿司匹林结晶模拟和实验研究[J]. 化工学报, 2021, 72(9): 4796-4807.
[9]	周石杰, 任祯, 杨宇森, 卫敏. 不同形貌金属氧化物的制备及其在工业催化反应中的应用[J]. 化工学报, 2021, 72(6): 2972-3001.
[10]	朱慧红, 茆志伟, 杨涛, 冯翔, 金浩, 彭冲, 杨朝合, 王继锋, 方向晨. 催化剂形貌对沸腾床渣油加氢Ni-Mo/Al₂O₃ 催化剂活性位的影响机制[J]. 化工学报, 2021, 72(4): 2076-2085.
[11]	胥永辉, 陈道梁, 孙东科, 李金兵, 韩永生. 微观浓度场对银生长形貌的调控作用[J]. 化工学报, 2020, 71(S2): 281-288.
[12]	姚春, 黄龙龙, 常江伟, 丁一旺, 于畅, 邱介山. 碳分子筛的优化设计及其I₃^-还原性能研究[J]. 化工学报, 2020, 71(6): 2696-2704.
[13]	王天宇, 蒋文明, 刘杨. 含油污泥阴燃处理技术研究与进展[J]. 化工学报, 2020, 71(4): 1411-1423.
[14]	郭晓璐,喻健良,闫兴清,徐鹏,徐双庆. 超临界CO₂管道泄漏特性研究进展[J]. 化工学报, 2020, 71(12): 5430-5442.
[15]	李冠男, 贺高红, 姜晓滨. 膜结晶处理高浓度Na⁺、Mg²⁺//Cl^--H₂O溶液的结晶调控[J]. 化工学报, 2019, 70(9): 3412-3420.