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摘要
以钛酸异丙酯为钛源、二水合乙酸锌为掺杂源、乙醇胺为配体、无水乙醇为溶剂按比例制备反应前驱体,通过水热蒸汽诱导结晶法促使反应前驱体结晶化得到不同Zn掺杂含量的TiO2纳米晶,并将其制备成基于FTO导电玻璃衬底的光阳极应用于染料敏化太阳能电池器件中。研究了Zn掺杂浓度对N719敏化电池器件输出性能的影响,发现当Zn掺杂浓度为3.0 atom%时电池输出性能达到最佳,工作效率(PCE)达到8.18%。随着Zn掺入量进一步增加,电池输出性能恶化。相关测试结果表明:适量增加Zn的掺杂量可促使TiO2纳米晶尺寸变小而增大染料吸附的比表面积,提高电池的短路电流密度(Jsc),并可提高TiO2光阳极的费米能级电位,改善电池的开路电压(Voc);过量Zn掺杂致使TiO2光阳极中缺陷增多,光生注入电子的复合几率增大,从而导致电池的输出性能恶化。
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