四氯化钛表面处理对提高染料敏化太阳能电池电荷传输性能及整体性能的影响

摘要： 本研究考察了二氧化钛（TiO?）光电极经四氯化钛（TiCl?）处理后染料敏化太阳能电池（DSSC）的光伏特性与电化学性能。实验制备了未处理、预处理及后处理的三种光电极以构建完整DSSC。将光电极置于40mM TiCl?溶液中80℃敏化30分钟，随后500℃烧结。场发射扫描电镜（FESEM）分析显示，TiCl?处理显著增大了TiO?纳米颗粒的颈部连接与粒径尺寸，从而优化了电子传输路径。经后处理的TiO?层因与FTO基底结合紧密且分布均匀，光吸收强度提升，使电流密度从12.1 mAcm?2增至18.95 mAcm?2（增幅56.7%），光电转换效率从4.08%提升至8.03%（增幅96.9%）。电化学阻抗谱表明，处理后TiO?/电解质界面电荷转移电阻从16.11Ω增至24.06Ω（增幅49.39%），有效抑制了电荷复合。电子寿命由0.4 ms延长至1.59 ms，使电荷收集效率较未处理电极提高31.09%，证实TiCl?处理对DSSC界面电荷分离与收集具有关键作用。