王艳香，高智丹，赵学国，范学运，杨志胜，黄丽群，李家科，孙 健

（景德镇陶瓷大学，江西 景德镇 333403）

水热法制备ZnO/TiO2复合粉体及其电池性能

王艳香，高智丹，赵学国，范学运，杨志胜，黄丽群，李家科，孙 健

（景德镇陶瓷大学，江西 景德镇 333403）

采用水热法制备TiO2和ZnO/ TiO2复合粉体，将不同Zn2+/Ti4+摩尔比制备的ZnO/TiO2复合粉制备浆料，采用刮涂法在掺氟的SnO2透明导电玻璃(FTO)上制备ZnO/TiO2复合光阳极薄膜，与Pt对电极和电解质组装成染料敏化太阳能电池。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对所制备样品的物相组成和形貌进行表征，通过光电性能和电化学阻抗谱测试，研究Zn2+/ Ti4+摩尔比对ZnO/TiO2复合光阳极电池性能的影响。结果表明：基于纯TiO2的DSSC的短路电流密度Jsc为1.77 mA/cm2，光电装换效率为0.90 %；当Zn2+/Ti4+摩尔比为1 : 1时，ZnO/TiO2粉体制备的DSSC短路电流密度Jsc和光电转换效率达到最大，分别为2.88 mA/cm2和1.26 %，比纯TiO2的转换效率提高了40 %。

染料敏化太阳能电池；ZnO/TiO2复合光阳极；电池性能

2photoanodes were assembled into dye-sensitized solar cells (DSSCs) together with Pt-counter electrode and liquid electrolyte. xRD and SEM were used to characterize the phase composition and morphology of the synthesized samples. Results showed that the Jsc and Eff of the DSSC based on the pure TiO2photoanode were 1.77 mA/cm2and 0.9 %, respectively. The Jsc and Eff of the DSSC fabricated from ZnO/TiO2powder with the Zn2+/Ti4+ratio of 1:1 were optimum, which were 2.88 mA/cm2and 1.26%. The Eff was 40 % higher than that of pure TiO2based DSSC.

0　引 言

目前，硅系太阳能电池是研究和应用最广泛的太阳能电池，但因成本高、工艺复杂、生产过程中会对环境造成污染和消耗能源等问题限制了其广泛应用。自1991 年Gratzel等[1]组装出光电转换效率达7.9%的染料敏化太阳能电池(Dye Sensitized Solar Cell，简称DSSC)后，由于它制作工艺简单、成本低廉、理论转换率高的特点，人们对其做了广泛深入的研究并致力于将其应用到工业上。目前，基于TiO2多孔膜的DSSC光电转化效率已达到13%[2]。

纳米晶多孔半导体薄膜作为DSSC的重要组成部分之一，主要起吸附染料和传输电子的作用，对DSSC的光电性能具有重要的影响。……