基于Pechini溶胶–凝胶法的染料敏化太阳能电池的优化

尹月锋¹，梁桂杰¹，张强¹，潘峥¹，李望南¹，李在房²

1. 湖北文理学院低维光电材料与器件湖北省重点实验室2. 华中科技大学武汉光电国家实验室

摘 要：采用Pechini溶胶–凝胶法一步反应工艺制备功能型的TiO₂薄膜,基于界面电荷复合效应探讨Pechini型TiO₂膜厚对电池光电性能的影响机制,并通过膜厚调控对电池性能进行优化。采用UV-Vis、电化学阻抗谱以及暗态I-V测试,系统研究了TiO₂膜厚对染料吸附量、界面电子复合过程以及电池光电性能的影响规律。结果表明,随着TiO₂膜厚增加,染料吸附量增加引起电池光捕获效率和光电流增加;同时,TiO₂膜中的电子寿命缩短,TiO₂/电解质界面的电子复合几率增大导致电池光电压下降。上述综合作用使得电池效率先增加后减小,并在膜厚为10.7μm时,光电转化效率达到最佳值7.75%（相同工艺条件下常规方法为6.56%）。

关键词：染料敏化太阳能电池;Pechini溶胶–凝胶法;TiO₂膜厚;界面电荷复合;