本项目以高效光阳极材料的开发为切入点,从有利于提高染料敏化太阳能电池(DSSCs)染料吸附和电子传输的原则出发,进行材料介观结构和组成的设计,通过将光子晶体硬模板法和表面活性剂软模板法有机结合,实现多级有序宏孔-介孔半导体金属氧化物(TiO2、ZnO等)薄膜的可控合成,研究结构调控对光电转换性能的增强作用,实现高效光阳极材料的创制。构筑有序介孔结构保证其高比表面积;宏孔孔道有利于物质的快速传输,实现染料在介孔上的充分吸附;整体高度有序的三维结构有利于电子传输,并可使入射光在薄膜内反复散射,提高对光的利用率;掺杂的纳米碳材料(碳纳米管、石墨烯、石墨炔)可进一步提高电子传输速率。同时还将制备多级有序孔薄膜与P25薄膜复合的光阳极材料。系统研究材料的光电转换性能,探明结构与性质的构效关系,并反馈研究结果对结构设计进行修正,获得高效光阳极材料的合成规律,为高性能DSSCs的开发利用奠定基础。
英文主题词hierarchically porous structure;light scattering;dye absorption;electron transport;dye-sensitized solar cells