通过等离子体处理BaSnO3光阳极提升染料敏化太阳能电池性能

摘要： 本文描述了通过简单共沉淀法合成BaSnO3纳米粉体并将其作为染料敏化太阳能电池替代光阳极材料的应用。我们采用并优化了不同pH值和煅烧温度参数，通过X射线衍射技术表征产物以探究pH值与煅烧温度对其结晶度和相纯度的影响。平均粒径约18纳米的结晶态BaSnO3在短时间内展现出优异的染料吸附能力。本报告首次采用非平衡大气压等离子体射流处理改善BaSnO3层的孔隙率和微观结构，从而优化其染料负载与电荷传输特性，显著提升了染料敏化太阳能电池效率。实验分别制备了未经处理与等离子体处理的BaSnO3光阳极电池，在pH 12条件下合成的高结晶度BaSnO3纳米颗粒（900℃煅烧3小时，3分钟染料负载）表现出最高约2.6%的光子转换效率，其短路电流密度JSC=7.10 mA/cm2、开路电压VOC=0.74 V、填充因子FF≈0.50的参数表现突出，该效率值较先前纯相BaSnO3基电池具有显著优势。通过延长等离子体处理时间及优化染料负载时长，电池效率提升超过50%（达约4%），且染料负载时间较原始样品缩短三分之一。