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染料敏化二氧化钛纳米晶太阳能电池（DSSC），具有低成本、制作工艺简单、理论光电转化效率高和可制成大面积等优点而成为当前可再生能源研究领域的一个新热点。染料敏化太阳能电池由光阳极、光阴极和电解质三部分构成，光阳极是决定电池性能的关键因素之一，目前性能较好的是TiO2纳米晶光阳极。
本文通过多次水热法制备了粒径大小和形貌不同的TiO2纳米晶，研究了TiO2纳米晶的制备条件、TiO2纳米晶多孔薄膜的染料吸附量和薄膜光散射性能对染料敏化太阳能电池光电转化性能的影响，并在此基础上制备了MgO/TiO2 复合膜电池和大面积染料敏化太阳能电池，主要结果如下：⑴采用多次水热法制备颗粒大小不同的纳米TiO2胶体，应用于染料敏化太阳能电池，研究了不同水热次数得到的胶体对染料敏化太阳能电池光电转化效率的影响。结果表明，四次水热法制备的TiO2胶体的颗粒大小分布均匀，提高了电子在膜中的传输速率和TiO2薄膜对敏化染料的吸附量，进而提高了染料敏化太阳能电池的光电转化效率。四次水热的光电转化效率最高，达到7.39％。⑵在制备好的纳米TiO2胶体中加入乙酸镁溶液制备MgO/TiO2复合膜，研究了乙酸镁溶液加入量对DSSC光电转化效率的影响。结果表明，0.7mL 乙酸镁溶液（0.0267mol/L）加入到水热三次与六次混合纳米TiO2胶体中制备的MgO/TiO2复合膜光电转化效率最高，达到8.25％。⑶通过大面积染料敏化太阳电池的实验研究，探讨了电阻对大面积染料敏化太阳电池光电转化性能的影响，给出了解决这一问题的有效方法。此基础上制作的大面积条状电池（0.8cm×10cm）光电转换效率达到5.46％，而由此条状电池并联组成的大面积电池（10cm×0.8cm×4）的效率接近5％。