基于定向附着机理制备一维到三维的二氧化钛纳米结构及其光伏性能

纳米结构的二氧化钛在非硅基太阳能光伏电池中有重要的应用前景，对其微结构进行调控可以进一步提高其光电转换效率。本项目拟运用定向附着机理，不用任何模板剂与表面活性剂、在pH接近中性的水性介质中制备一维锐钛矿相二氧化钛纳米棒，重点研究用两步法"定向附着"来制备纳米棒连通的二维和三维的氧化物纳米结构以及这些纳米结构所带来的光伏性能的变化。独特的棒状结构有利于光生电子的传输和收集，而高比表面积（150m2/g）的一维到三维氧化钛纳米结构有利于染料分子在氧化钛表面的单层吸附。借助于它们的共同作用，明显提高这类电池的光电转化效率。将所制备的一维到三维的二氧化钛纳米结构固定在透明的导电氧化物玻璃上，经过烧结与染料分子敏化，测定其对光电流、光电压以及光电转换效率，并与比表面积相近的球形颗粒制成的阳极材料的性能进行对比，从理论上解释棒状结构的氧化钛所带来的光电转换效率的增益。