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1、多孔TiO2薄膜在绿色能源领域中的应用经济的飞速发展，对能源的需求越来越大，而石油，天然气，煤等资源有限，所以新能源的开发成了一个亟需解决的问题。太阳能作为一种可再生的清洁能源，受到了广泛的重视，太阳能电池应运而生。上世纪90年代，瑞士科学家发现以纳米多孔TiO2薄膜为半导体电极，加以敏化染料可制备出太阳能电池。这种电池制作简单，使用寿命可达15年以上。这是绿色能源领域的一个突破性的进展。TiO2太阳能电池属于一种染料敏化太阳能电池。染料敏化太阳能电池主要由以下几部分组成：纳米多孔半导体电极、染料光敏化剂和对电极；在光阳极、敏化染料与对电极之间填充了起氧化-还原作用的电解液。在可见光光照下，染
2、料分子吸收了光的能量跃迁至激发态，激发态电子与染料光敏化剂相互作用，电子注入导带；通过导电膜流向外电路的对电极形成电流；失去电子的染料分子从电解质中得到电子并恢复成基态，得以再生。染料敏化太阳能电池的成本只是硅基太阳能电池的1/10左右，但是效率却非常高；它的制作工艺比较简单，因此被誉为是最有发展前景的太阳能电池。TiO2的禁带宽度为3.2eV，具有较高的光催化活性，它可以吸收波长小于380nm的紫外光，将价带中的电子直接激发至导带，传输电子，是一种理想的染料敏化太阳能电池的光阳极材料。但是TiO2无法吸收可见光，因此，需要将TiO2表面进行光敏化，以增大对太阳光的吸收。最常用的方法就是将光敏
3、化染料通过物理或化学方法吸附在光阳极材料表面。纳米TiO2薄膜是目前应用最广泛的一种电极材料，它廉价、无毒害、稳定性好、容易得到、比表面积大，而且光电转化效率高，所以TiO2光阳极薄膜的应用前景十分广阔。但是，致密的TiO2薄膜只能吸附单层的染料分子，染料无法进入膜内，而且薄膜致密的结构也不利于电子的传输，故采用多孔TiO2薄膜作为染料敏化太阳能电池的电极。由于其具有大的比表面积以及规则的孔道结构，有利于染料吸附、电荷分离以及光生载流子的传输，能够大大地改善染料敏化太阳能电池的光电性能。另外，为了进一步提高电池的效率，需要对光阳极薄膜进行进一步的改进，常用的方法是对它进行一些表面修饰、掺杂或表面包覆等过程。例如，利用金属离子进行掺杂，可以减少电子-空穴对的复合，延长电荷的寿命，从而提高电池的光电流。另有报道，对纳米TiO2多孔薄膜表面进行TiCl4的处理可以提高电池的光电性能。进行TiCl4处理后，改善了TiO2多孔薄膜内部颗粒之间的连接，使得内部多孔网络微结构的电子扩散传输增强；同时在薄膜表面覆盖了一层新形成的TiO2，提高了表面密度，增加了染料分子与电极表面的结合力，从而增加了电子的注入效率。 （注：素材和资料部分来自网络，供参考。请预览后才下载，期待你的好评与关注！）
