近年来,染料敏化太阳能电池(DSSC)以其稳定的性能、低廉的成本优势受到广泛关注,并被视为传统硅电池的最佳替代产品。在染料敏化太阳能电池的各个制备环节中,多孔纳米晶TiO2薄膜电极无疑是最重要的环节,通过对TiO2的优化,如增加散射层来提高染料的吸收来提高电池的整体转换效率。因此,在染料敏化太阳能电池的研究中,TiO2薄膜的制备工艺成了目前研究的重要课题。目前国内外的研究小组都尝试通过对多孔纳米晶薄膜进行物理、化学等优化处理方法来提高DSSC的光电转换性能。这其中包括用TiCl4和酸溶液等处理多孔薄膜电极,改善电子在多孔纳米晶薄膜中的传输性能。TiO2薄膜的制备方法采用丝网印刷技术,其特点是制膜均匀,易控制膜厚。　　 本文讨论了染料敏化太阳能电池制备的主要工艺过程,这主要包括溶胶-凝胶法制备TiO2纳米颗粒、丝网印刷制备TiO2多孔电极和铂对电极。同时做了一系列工艺优化工作,包括改变TiO2薄膜厚度,HCl预处理纳米TiO2胶体,用四氯化钛处理TiO2电极以及添加大粒子散射层。从染料吸附量,纳米晶颗粒的堆积方式和电接触以及对入射光的操控来提高光阳极性能,研究其对电池效率的影响。TiCl4处理包括对清洗干净的导电玻璃的预处理和纳米晶电极退火之后的处理。TiCl4处理之后可以形成二氧化钛微晶。第一次处理作用是在导电玻璃的表面上形成一层二氧化钛微晶,这层微晶有利于电子由薄膜传向导电基底。第二次处理作用是在纳米TiO2颗粒表面包裹微晶,增强纳米TiO2颗粒间的电接触,提高电子在纳米颗粒间的传输速度。用HCl预处理TiO2胶体,HCl分子可以吸附在TiO2颗粒的表面,阻止粒子的团聚。同时,H+也可以吸附在纳米颗粒表面,使得粒子表面的电位变为正,TiO2颗粒表面电位升高,也就是增加了颗粒表面的电场强度。肖特基势垒受到金属-半导体(FTO-TiO2)界面电场的影响,当界面电场越高时,肖特基势垒会随着下降,增加了电子跃迁机率,从而提高了光生电流。我们采用的双层膜结构,也就是在粒径为25nm的传输层薄膜上,增加一层粒径为250nm的二氧化钛薄膜作为散射层。透过传输层未被吸收的光,遇到散射层反射回来后可以再次激发染料,这样有效地解决了染料吸附量与长波方向吸收相矛盾的问题,使电池效率得到显著提高,最终将电池的能量转换效率稳定在7.1％。