TiO2纳米管的制备、改性及其在太阳能电池中的应用研究的中期报告.docx

TiO2纳米管的制备、改性及其在太阳能电池中的应用研究的中期报告 中期报告 1. 研究背景和意义 氧化钛（TiO2）纳米管是一种新型的TiO2纳米材料，具有较大的比表面积、高度有序的孔道结构和良好的光催化性质。由于其优异的光电性质，TiO2纳米管在太阳能电池领域具有广泛的应用前景。 本研究以未经修饰的TiO2纳米管为基础，通过改性手段（如导电聚合物修饰、金属披覆等），优化其光电性能，探究其在太阳能电池领域的适用性，并为其进一步的应用提供技术支持。 2. 研究进展 2.1 纳米管的制备 本研究采用电化学法制备纯TiO2纳米管。通过调整工艺参数控制纳米管的直径和长度，在SEM和TEM中观察到制备出的纳米管结构呈现高度有序、平整光滑的特点。为了防止纳米管表面的氟化物残留，使用高温焙烧技术对纳米管进行处理，得到纯净的TiO2纳米管样品。 2.2 纳米管的改性 本研究首先采用了PEDOT:PSS（聚3，4-乙烯二氧噻吩：多乙烯醇硫酸盐）对TiO2纳米管进行导电性改性。实验结果表明，PEDOT:PSS修饰后的纳米管样品呈现出了明显的导电性，导电性能与修饰PEDOT:PSS的比例呈正相关。 随后，本研究探究了金属披覆对TiO2纳米管光电性能的影响。通过溶剂热反应法将Ag纳米颗粒披覆在TiO2纳米管表面，实验结果表明，披覆层的厚度越大，样品的吸收特性和热电性能也会随之提高。 2.3 太阳能电池的应用 根据纳米管的导电性能和披覆层的光热性能，本研究制备了三种不同结构的太阳能电池样品：TiO2/PEDOT:PSS双层结构，TiO2/Ag双层结构和TiO2/PEDOT:PSS/Ag三层结构。通过测试和对比分析三种样品的光电性能和热电性能，发现三层结构的太阳能电池的电池效率最高，可达到3.5%。 3. 下一步计划 下一步的研究将重点在以下三个方向展开： 3.1 优化改性方法 优化PEDOT:PSS和Ag披覆层的制备方法，以提高纳米管的光电性能。 3.2 探究新型披覆层 考虑探究其他金属或化合物作为披覆层的可能性，以提高太阳能电池的电池效率。 3.3 提高制备工艺的可扩展性 优化纳米管的制备工艺和识别关键的生产环节，提高制备工艺的可扩展性和稳定性。