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随着地球温暖化及能源短缺问题日趋严重化,太阳能的有效利用越来越受到人们的关注,太阳能电池是有效地利用太阳能的方式之一。染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cell, DSC)作为新一代的薄膜电池,由于具有高光电转化效率、低成本、绿色环保及简便的生产过程,因此有望替代传统硅太阳能电池。目前DSC的最高效率为12%,但DSC的效率和长期稳定性仍有待提高。无机-有机异质结太阳能电池(Heterojunction Solar Cell, HSC)作为一种新型薄膜电池,具备无机材料的高迁移率、高比表面积、高摩尔吸光系数等优势和有机材料的易加工性、柔韧性等优势。虽然HSC相对传统硅太阳能电池具有诸多优势,但HSC的效率仍有待提高。本文主要通过对氧化钛半导体材料进行掺杂改性和形貌结构改进的方法,实现了DSC的高效化。此外,将介孔球形氧化钛作为载体,利用其形貌特性,与无机敏化剂和有机聚合物相结合,实现了HSC的高效化。首先,本文对氧化钛材料进行氮掺杂改性。合成了一系列N/Ti摩尔比的氮掺杂氧化钛,将其组装成DSC并进行光电性能测试。研究结果表明,氮掺杂改性后光电性能明显提高,其中N/Ti摩尔比为15的TiO2-xNx的光电性能最优,效率比纯Ti02和商业化TiO2分别高出64%和26%,且经过优化效率能达到7.95%。此外,氮掺杂改性后,电子传输速率加快、电池的稳定性增加、但电子寿命有所降低。其次,本文对氧化钛材料进行形貌结构的改进。采用模板剂法合成了两种分等级结构的介孔球形氧化钛S1和S2,将其组装成DSC并进行光电性能测试。研究表明,形貌结构改进后光电性能明显提高,效率分别达到9.52%和10.15%,比纳米粒子TiO2分别高出12%和19%。最后,本文将合成的介孔球形氧化钛首次与SnS和P3HT(聚-3-己基噻吩)有机结合组装成HSC并进行光电性能测试,分别考察SnS沉积时间和不同形貌氧化钛材料对HSC电池性能的影响。当SnS沉积时间为3h时,HSC的效率达到2.81%,是未沉积SnS的47倍,验证了SnS无机敏化对于电池结构的有效性。其开路电压达到0.85V,比文献报道高出0.2V。基于介孔球形氧化钛材料的HSC的效率是其他纳米Ti02材料的22～94倍,证明了介孔球形结构对HSC的有效性