第34卷，第1期 2014年1月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol, 34 ,No. 1 -pp172-174
January2014
染料敏化太阳能电池二氧化锡光阳极表面原子层沉积氧化铝研究
董婉，孟涛，陈强
北京印刷学院，北京102600
摘要染料敏化薄膜太阳能电池作为一种新型的太阳能电池吸引了世界范围内的研究。采用二氧化锡代替传统的二氧化钛作为染料敏化太阳能电池的光阳极，使用含有I/氧化还原电解对的液态电解质。同时，通过原子层沉积（ALD)法，在150℃下使用三甲基铝（TMA)和水作为前驱体和氧化剂沉积氧化铝。并研究广ALD超薄氧化铝包覆二氧化锡颖粒对染料致化太阳能电池光电转换效率的影响。椰员偏振仪（SE分析结果表明ALD每周期沉积速率约为1.2A。X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜（FESEM)的结果表明，超薄氧化铝包覆没有影响多孔二氧化锡纳米晶薄膜的晶体结构和表面形。紫外可见光谱（UV-Vis)研究发现随着氧化铝的沉积周期数增加，染料敏化电池光阳极吸附染料的能力增加。最后，对ALD氧化铝对染料敏化太阳能电池性能的影响机理进行了探讨。
关键词原子层沉积；氧化铝；染料敏化太阳能电池
中图分类号：TM914.4十2
引言
文献标识码：A
染料敏化薄膜太阳能电池(DSSC)是一种新型的太阳能电池，因其具有制作简便、原材料成本低、工艺简单及光电转换效率较高等优点，：成为代替硅基太阳能电池的候选之一。标准的染料敏化太阳能电池通常由以下儿部分组成：镀有导电膜的导电基底、多孔结构的半导体纳米薄膜、染料光敏化剂、氧化一还原电解质和对电极并通过外电路连接
有很多宽带隙的材料可以作为染料敏化太阳能电池的阳极材料」，目前二氧化钛基的液态电池获得了最高的光电转换效率。然而由于电子的传输在氧化钛纳米颗粒中相对较慢3.4]，系统也需要一个较慢的氧化还原电解对，通常用I／。这造成了大量开路电压的流失了，导致电池效率不理想。因此必须要有一种具有更高电子迁移率的半导体材料作为高比表面积的基底，使电子传输更快，以实现染料敏化太阳能电池的进一步发展，二氧化锡便是其中之一。
然而，氧化锡基电池获得的效率并不理想，这是因为高
比表面积的二氧化锡中存在大量的陷阱态，导致广由电解质造成的电子拦截速率要比氧化钛快得多。为了解决这一问题，可以通过表面包覆宽带隙半导体材料"和绝缘材料8 解决。本工作以二氧化锡作为染料敏化太阳能电池光阳极材
收稿日期：2013-09-30，修订日期：2013-11-25
DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2014 )01-0172-03
料，利用原子层沉积技术沉积（ALD)超薄氧化铝包覆二氧化锡颗粒以抑制界面电荷复合，从而实现提高电池的光电转换效率。
实验部分 1
1.1二氧化锡光阳极的制备
将导电玻璃基片分别用清洁剂、氢氧化钾的无水乙醇溶液、无水乙醇和去离子水超声清洗各10min，并用氮气吹干。采用刮刀法制备多孔氧化锡薄膜，薄膜厚度约为12um。 1.2ALD氧化铝
采用本研究小组自行研制的ALD系统，实现在氧化锡光阳极表面沉积氧化铝。分别采用三甲基铝(TMA)作为铝前驱体、水作为氧化剂，沉积温度150℃。工艺流程如下：三甲基铝（TMA)吸附时间为1s，氮气（N2)清洗时间15s，
水吸附时间18，氮气(N：)清洗时间15s。 1.3染料敏化太阳能电池组装
将处理后的二氧化锡光阳极浸泡在N719染料乙醇溶液
中，24h后将没泡的光阳极取出，用之醇冲洗保证染料分子单层吸附。用氮气吹干后滴加含有I/氧化还原电解对的电解液，以涂有铂的导电玻璃为对电极，组装成二氧化锡基染料敏化薄膜太阳能电池
基金项目：北京市属高等学校人才强教计划项目(PHR201107145)资助
作者简介：董婉，1988年生，北京印剧学院硕士研究生e-mail：dongwan_cr@163.com
*通讯联系人e-mail：Ippmchenqiang@hotmail .com