论文摘要
随着全世界经济的不断发展以及矿物质资源逐渐的枯竭,太阳能资源的开发利用越来越受到人们的关注,染料敏化太阳能电池（DSSC）是开发利用太阳能的有效途径之一。DSSC以相对低廉的价格,简单的制作工艺和潜在的高光电转换效率,在大面积工业化生产中具有较大的优势,同时所有原材料和生产工艺都是无毒、无污染的,对保护人类环境具有重要的意义,使它有可能取代传统硅系太阳能电池成为未来太阳能电池的主导。基于目前国内外染料敏化太阳能电池的发展状况,本论文主要做了以下几项工作：（1）通过溶胶-凝胶法制备TiO2多孔薄膜,掺杂不同的金属元素制备M-TiO2 （M=K、Na、Mg、Ca、Co、Sn、Fe、Ni）纳米薄膜电极,XRD、AFM、UV-Vis检测M-TiO2结构、形貌和性能。研究结果表明：掺杂2%（mol%）的金属离子没有改变TiO2的晶格结构,但其吸收峰在可见光区都发生明显的红移,禁带宽度降低,特别是Mg-TiO2和Ni-TiO2电极的禁带宽度都同样达到2.75ev,掺杂后的M-TiO2电极比没有掺杂的TiO2电极更适合做染料敏化太阳能电池的光阳极。（2）从紫苏叶子和花菜提取天然染料作为敏化剂,并对其吸收光谱和敏化效果进行了分析,天然染料在可见光670nm出现吸收峰,对掺杂2%和2.5%molMg离子的TiO2电极起到了很好的敏化效果。（3）采用微乳液聚合的方法制备了本征态的聚苯胺（PANI）,使用质子酸掺杂的办法对本征态的聚苯胺进行了导电掺杂。发现本征态态聚苯胺在400nm处有较强的吸收峰,掺杂态聚苯胺在400nm处的吸收峰强度下降以至于消失,而在750nm-800nm处出现较宽的吸收峰。成膜之后的导电聚苯胺材料表面平整均一,粗糙度较小,成膜质量良好,采用四探针测电导率的方法测定了掺杂态聚苯胺的电导率,得到的电导率为2.58S·cm-1。（4）对制备的器件进行了欧姆接触性能和整流特性测试,得到了器件材料之间是良好的欧姆接触,具有良好的整流特性。比较了不同的阴极材料和不同Mg离子浓度掺杂TiO2光阳极对器件光电性能的影响,结果显示用ITO作为对电极比用Al的更有优势,掺杂1.5%molMg离子制备的ITO/1.5.Mg-TiO2/Dye/PANI/ITO太阳能电池器件获得了更好的电池性能,开路电压和短路电流分别达到247mV和0.3 mA。