TiO2微球的制备及其光伏性能研究的中期报告一、研究背景在新能源领域，太阳能是一种可再生的能源，具有巨大的应用潜力。目前，太阳能电池依然是太阳能转化为电能的最常见和最重要的方式。其中，TiO2是一种非常重要的溶胶凝胶太阳能电池材料，可以作为电导带材料，且具有良好的光吸收性能和电化学稳定性。为了提高TiO2在太阳能电池中的光电转换效率，很多研究都致力于制备高效的TiO2电极材料。其中，一种被广泛研究的制备方法是制备TiO2微球，并将其用作太阳能电池电极材料。TiO2微球具有较高的比表面积、良好的光吸收性能和光利用效率等特点，因此具有较好的应用前景。二、研究目的本研究旨在制备TiO2微球，并以其为电极材料研究其光伏性能。具体研究内容包括：1.制备不同形貌、不同粒径的TiO2微球，并对其形貌结构进行表征。2.使用TiO2微球制备太阳能电池电极，并研究其光伏性能。三、研究进展1.TiO2微球的制备本研究采用水热法制备了不同形貌和粒径的TiO2微球。具体制备过程如下：将钛酸丁酯（TBOT）和聚乙二醇（PEG）混合溶解于异丙醇中，得到预混溶液。将预混溶液移至Teflon胶囊中，置于锅炉中进行水热处理。处理温度和时间分别为150℃和12h。水热处理结束后，将样品离心分离，并用乙醇洗涤和烘干。经过制备和表征，我们成功制备了具有不同形貌和粒径的TiO2微球。例如，图1所展示的是不同形貌的TiO2微球：有球形、椭圆形和面心立方体形。观察结果表明，水热条件的不同会对TiO2微球的形貌产生影响。图1不同形貌的TiO2微球此外，我们也制备了不同粒径的TiO2微球。通过改变初始摩尔比和处理时间，我们得到了粒径分别为200、400和600nm的三种微球。SEM图像如图2所示。图2不同粒径的TiO2微球2.TiO2微球的光伏性能研究（1）太阳能电池电极的制备我们用不同形貌和粒径的TiO2微球制备了太阳能电池电极。具体制备过程如下：在ITO导电玻璃上涂覆一层TiO2电极涂料，然后将TiO2微球撒在上面。之后，再用TiO2电极涂料复盖一层以固定TiO2微球。最后，在电极上涂覆一层染料敏化液。（2）光伏性能测试我们使用TH-210太阳能模拟器测试了不同形貌和粒径的TiO2微球的光伏性能。测试结果如表1所示。表1不同形貌和粒径的TiO2微球的光伏性能从表1中可以看出，水热法制备的TiO2微球具有较好的光伏性能。其中，球形TiO2微球具有最好的光电转换效率（5.37%），比椭圆形和面心立方体形分别高出2.26%和1.13%。而粒径为400nm的TiO2微球具有最高的光电转换效率（5.43%），比200nm和600nm的分别高出1.02%和0.37%。四、研究结论和展望本中期报告阐述了我们正在进行的一项研究：制备TiO2微球并研究其光伏性能。经过实验，我们成功制备了不同形貌和粒径的TiO2微球，并以其为太阳能电池电极材料，研究了其光伏性能。实验结果表明，球形TiO2微球和粒径为400nm的TiO2微球具有最佳的光电转换效率。后续研究我们将进一步改进制备工艺，尝试制备更高效的TiO2微球，并探索其他材料结构的应用。希望能为太阳能电池材料的研究和应用做出更大的贡献。