三维有序氧化钛中空球薄膜的制备及其光电性能

为了提高染料敏化太阳能电池(DSSC)的光电转化效率, 以聚苯乙烯微球(290-300 nm)自组装形成的胶体晶体为牺牲模板制备了三维有序氧化钛中空球(3DOHS-TiO2)薄膜材料, 考察了以P25-TiO2/3DOHS-TiO2双层膜为光阳极的电池的光电转化特性。扫描电镜结果表明: 3DOHS-TiO2 样品中的TiO2 中空球呈紧密六方排列, 其球心距为260-270 nm, 壁厚为40-50 nm, 相邻的TiO2中空球彼此之间通过孔洞相互连接; 透射电镜结果表明: TiO2中空球体由尺寸约为10 nm的锐钛矿相氧化钛颗粒组成, 其壳壁上有由颗粒间堆积形成的介孔。光电性能测试结果表明: P25-TiO2/3DOHS-TiO2/DSSC的光电转化效率可达6.98%, 明显优于常规的P25-TiO2/DSSC(4.32%), 其原因是双层膜光阳极中的3DOHS-TiO2薄膜对太阳光散射和捕捉能力的增强。