酞菁和N3染料协同敏化对纳米TiO2薄膜光电池性能的影响

采用酞菁染料和N3染料共同对纳米TiO2薄膜进行光敏化处理,并将染色后的纳米TiO2薄膜组装成光电池。用场发射SEM、XRD对制备的纳米TiO2薄膜进行表征,用UV-Vis紫外可见光仪对染色处理后的纳米TiO2薄膜的吸光度进行测量。实验数据表明,与N3染料相比,经两种染料共同敏化后的纳米TiO2薄膜可增加对波长大于570 nm以上光能量的吸收,但这种薄膜对模拟太阳光主波长范围内的光吸收下降了,因而造成两种染料组合敏化电池的短路光电流密度下降了4.73mA/cm2,开路电压减少了60mV。     

CdS量子点敏化TiO_2纳米颗粒多孔薄膜太阳能电池性能研究

以CdS量子点敏化TiO2纳米颗粒多孔薄膜为光阳极,与多硫电解液和Pt对电极组装太阳能电池,研究了光阳极厚度和敏化周期对光伏性能的影响。结果表明,TiO2纳米颗粒多孔薄膜的最佳厚度为14μm,最佳CdS量子点敏化周期为20,由此得到的太阳能电池的短路电流密度J sc、光电转换效率η和量子效率分别为4.51 mA/cm2、0.76%和69%。在光阳极中采用TiO2纳米颗粒/TiO2纳米线多孔薄膜双层工作电极,TiO2纳米线散射层增加了对入射光的利用率,使电池在可见光波段的量子效率增加,从而使电池的短路电流密度J sc和光电转换效率分别比原来提高了11.6%和10.5%。     

水热法制备TiO2纳米晶胶体及其在DSSC电池中的应用

采用钛酸异丙酯作前驱体，利用水热法制备了TiO2纳米溶胶溶液。以此制备了染料敏化太阳能电池的光阳极并组装电池。对产物采用激光粒度仪（HPPS）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等进行表征。XRD显示了TiO2纳米颗粒为纯锐钛矿结构，SEM观察薄膜电极呈多孔结构。表征电池的光电化学性能，所制备的TiO2纳米晶薄膜的光电转换效率达到3．03％。     

CdS量子点敏化TiO2纳米线束阵列太阳能电池的研究

采用水热合成技术,以盐酸、去离子水和酞酸丁酯为反应前驱物,在透明导电玻璃衬底(FTO)上生长TiO2纳米线束阵列,以化学浴沉积技术制备CdS量子点敏化TiO2纳米线束阵列光阳极。研究了CdS量子点敏化的循环周期对太阳能电池的光伏性能、单色光光子-电子转换效率、静态和动态光电流的特性的影响规律。结果表明:CdS量子点的大小和密度随着敏化循环周期的增加而增加,当敏化循环的周期为15次时,单色光光子-电子转换效率最高,电池的短路电流密度为0.61 mA/cm2,开路电压为0.65 V,填充因子为0.50,光电转换效率为0.20%。通过强度调制的光电流谱分析,得到光生电子在光阳极中的扩散系数为3.2×10-6cm2/s,传输时间为2.1×10-2s。     

太阳光TiO2多孔纳米薄膜光催化降解有机磷农药的研究

锐钛矿型TiO2多孔纳米薄膜可以从含聚乙二醇的钛醇盐溶胶前驱体中通过浸渍提拉法制备;涂层的形貌如孔的大小和孔的分布可以通过聚乙二醇的加入量为控制,当聚乙二醇的加入量为0-2.0g时,孔径大小为0-400nm范围内变化。可见光透过光谱分析表明：随着TiO2薄膜中孔径增大,光的散射增强,透光率减小,该TiO2镀膜玻璃对于紫外线具有吸收作用,有机磷农药水溶液的太阳光催化降解实验表明：在TiO2薄膜中引入气孔增强了光催化活性,孔的大小和薄膜厚度对光解率有显著的影响,当孔径大小为100-200nm,镀膜次数为10-15次时,TiO2薄膜显示光催化效率高。     

不同粒径ZnO的制备及其光电性能

采用直接化学沉淀法和均匀化学沉淀法分别制备了不同粒径的ZnO粉体,并分别研究了其在染料敏化太阳电池(DSSC)中的光电性能.通过TG,XRD和SEM对粉体的结构和形貌进行了表征.通过将制备的粉体制成DSSC的阳极,对两种方法制得的ZnO粉体的光阳极的紫外,可见吸收光谱进行分析,并测试了不同方法制备的ZnO薄膜组装的DSSC的伏安曲线.结果表明:两种方法制备的ZnO粉体均为纳米晶,均匀沉淀法制备的ZnO粉体比直接沉淀法制备的颗粒粒径更均匀、更大.均匀沉淀法制备的ZnO薄膜组装的DSSC的短路电流(Isc)和转换效率(η)分别为1.99mA/cm2和0.53％,均高于直接沉淀法制备ZnO的Isc=1.17mA/cm2和η=0.36％.     

上转光剂掺杂新型纳米TiO2催化剂的制备及利用可见光降解结晶紫染料的研究

合成了一种新型含有稀土金属Er的上转光剂,此上转光剂在488nm可见光的激发下,产生了5个波长均小于387nm的上转换紫外发射峰。采用超声波分散的方法制备出了上转光剂掺杂纳米TiO2可见光光催化剂。以结晶紫为研究对象,研究了光催化剂在可见光(三基色灯下发出)照射下的催化降解性能,并与未掺杂的纳米TiO2粉末的催化性能进行了对比。实验结果表明作为掺杂成分的上转光剂可有效地将可见光转化为紫外光并被纳米TiO2粉末吸收利用,其中380nm转光效率为0.78%。紫外光谱和离子色谱表明,在可见光照射8.0h后降解率达95%以上,高于未掺杂纳米TiO2的48%,结晶紫降解后生成的Cl-和NO3-作为一种无机离子进入溶液中。所有结果表明,掺入上转光剂的TiO2光催化剂是一种有效利用可见光的催化剂,为未来利用太阳光处理工业废水开辟了道路。     

ZnO与TiO2的质量比对染料敏化太阳能电池性能的影响

采用低温水溶液法制备ZnO微米棒;ZnO微米棒与TiO2纳米粉以不同比例混合,制备复合浆料;采用刮涂法把复合浆料涂敷在透明导电玻璃上,制备ZnO/TiO2复合薄膜光阳极。通过电池的I-U特性和电化学阻抗谱测试,研究ZnO微米棒与TiO2纳米粉的比例对电池性能的影响。结果表明:当ZnO与TiO2的质量比为1∶1时,DSSC的效率最高,此时的光电转换效率比纯TiO2电池的效率提高了31%。这主要得益于ZnO微米棒更高的光利用率和良好的电子转移特性。     

钙钛矿敏化太阳电池制备工艺的优化研究

近年来,有机金属卤化物钙钛矿太阳电池因制备条件温和、光吸收强、能耗低、光电转化效率高等优点成为备受瞩目的研究热点。本文采用一步法制备钙钛矿材料甲胺碘化铅（CH3NH3PbI3）,并以廉价的聚（3-己基噻吩） （P3HT）为空穴传输材料在大气环境下制备钙钛矿敏化太阳电池。其中,通过调控TiO2浆料与松油醇、乙基纤维素的配比,分别制备具有250 nm、600 nm和1 000 nm三种不同厚度的TiO2纳米颗粒多孔薄膜光阳极,并系统考察钙钛矿前驱体溶液旋涂量对敏化电极结构形貌及光吸收性能的影响。太阳电池光电特性测试结果表明：当TiO2多孔层厚度为600 nm、钙钛矿前驱体溶液的旋涂量为40 μl时,CH3NH3PbI3能够较为完全地覆盖在多孔TiO2的表面,且钙钛矿材料的晶粒尺寸合适,TiO2孔道结构未被堵塞,有利于空穴导体的填充以及空穴的转移与传输,优化后的太阳电池光电转化效率达到5.17%。     

电泳法制备纳米TiO2薄膜

通过电泳法在导电玻璃上制备了二氧化钛薄膜,利用SEM及XRD对样品形貌和结构进行了表征.比较了不同分散剂对薄膜制备的影响.将所制备的薄膜用于染料敏化太阳电池的光阳极,得到了较高的开路电压和短路电流.其中以异丙醇做溶剂并加入少量聚乙二醇所制备的二氧化钛薄膜用于染料敏化太阳电池,开路电压达到0.66V,短路电流达到8.14mA/cm2.     

纳米氮化锆薄膜的光学性能研究

采用射频磁控溅射法在载玻片和硅片上制备了纳米氮化锆薄膜。结果表明,纳米氮化锆薄膜(10～29nm)呈非晶态,其光学特性在波长380～2700nm的范围内平均可见光透过率为82.86%,平均反射率低至10.78%。扫描隧道谱(SIS)分析表明薄膜禁带宽度E_g为2.99 eV,在可见光范围内光子多为透过,反射和吸收较弱。从薄膜的X光电子能谱图(XPS)可知,薄膜表面存在大量的ZrO_2,对于纳米级的氮化锆薄膜而言,表面相ZrO_2对整体光学性能的影响较大。     

磁控溅射法制备TiO2薄膜的光催化特性

采用中频磁控溅射法与弧抑制技术相结合制备出了廉价、大面积、光催化效果好并且膜与衬底结合牢固的TiO2薄膜。通过改变衬底材料、薄膜厚度、掺杂类型等参数,发现在不锈钢丝网衬底上制备的氮掺杂薄膜在500nm厚时具有最好的光催化效果。用此方法制备TiO2薄膜可以大面积连续生产,具有廉价、催化性能好,与衬底结合牢固、方便应用等优点,因而可以广泛的应用于空气净化器中,从而有利于TiO2光催化薄膜的产业化发展。     

纳米TiO2光催化剂改性研究进展

综述近年来关于纳米TiO2光催化剂的改性研究进展,详细叙述针对该催化剂的各种改性方法的原理,制备方法及目前的研究进展,展望该领域的研究方向.提出以共掺杂为基础的改性、可重复利用的催化剂以及纳米TiO2薄膜制备和大型反应器的设计是研究的主要课题.     

纳米晶TiO_2光阳极修饰及光电子复合效应

对染料敏化纳米晶TiO_2薄膜太阳电池的光阳极进行了不同方法的TiCl_4修饰处理,测量了各种修饰处理下的TiO_2太阳电池的光电转换性能。通过准分子脉冲激光(λ=248nm)和氙灯辐照下的开路光电压V_∝随时间的衰减关系,分别研究了单色脉冲和多色连续光激发下的染料敏化TiO_2太阳电池的光电子复合效应,从中明确了TiCl_4修饰对染料敏化TiO_2太阳电池暗电流的调制所起的重要作用。     

小面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的优化研究

论述了对小面积染料敏化纳米薄膜太阳电池各个组成部分优化实验的研究,主要包括纳米TiO2多孔薄膜、染料光敏化剂、电解质、反电极及其它工艺的优化选择。通过对电池各种参数的优化和实验,获得了8.73%的光电转换效率。实验结果表明,小面积电池的实验是研究染料敏化纳米薄膜太阳电池光伏性能的一种极好的途经,将为保证大面积DSCs的光伏性能和将来的产业化打下良好的基础。     

稀土Dy掺杂CdO薄膜的结构与光学特性

采用真空热蒸发法,在玻璃衬底上制备稀土Dy掺杂CdO薄膜并进行热处理。对薄膜进行结构和光学特性测试分析。实验给出:掺Dy后CdO薄膜沿(111)晶向的衍射峰增强,随掺Dy含量的增大峰强度逐渐减弱。掺Dy含量为5%时可促进薄膜晶粒的生长改善薄膜的晶相结构特性。制备的薄膜表面颗粒均匀,存在颗粒聚集现象。随掺Dy含量增加薄膜的透光率增大,掺Dy含量为9at%时,在波长大于900nm的区域透光率可达90%,略高于纯CdO薄膜。     

染料敏化太阳电池中电子传输性能

通过检测染料敏化TiO2纳米晶太阳电池中TiO2膜厚度和入射光的强度对电池光电转换性能的影响来研究电池中电子的传输性能。结果表明：TiO2膜厚度和入射光强度对电池性能有很大的影响。当TiO2膜厚度增大时，电池的短路电流(Isc)加大，而填充因子(ff)下降，开路电压(Voc)先上升后下降，电池的单色光光电转化效率(IPCE)增大；当光强度加大时，电池的短路电流和开路电压均增加，但是电池的填充因子降低。并用UV-Vis等手段表征了染料RuL2(SCN)2。     

TiO2纳米管限域Fe2O3的可见光分解水制氢性能

通过真空−超声辅助的等体积浸渍法制备了TiO2纳米管限域Fe2O3催化剂,考察了其可见光分解水制氢性能。由于TiO2纳米管的限域效应,导致Fe2O3颗粒减小,分散度提高,能隙增大,光生载流子得到有效分离,提高了其光解水制氢活性。     

低成本衬底上快热CVD法制备晶体硅薄膜电池

以RTCVD方法在低成本衬底--颗粒硅带(SSP)上制备了外延晶体硅薄膜电池.在20×20mm2上得到的最高转换效率为7.4%,开路电压488mV,短路电流21.91mA/cm2,填充因子0.697.外延晶体硅薄膜电池暗特性表明晶体硅薄膜电池具有较高的饱和暗电流I02和片并联阻Rp.外部量子效率(EQE)和内部量子效率(IQE)表明载流子收集率在长波方向比较低,量子效率最大值的波长范围大约在500nm.     

TiO2相结纳米棒制备及其光催化深度脱除烟气汞的实验研究

采用溶剂热法制备了不同形貌和不同晶相掺杂的TiO2相结纳米棒,研究不同物质的量比下TiO2的形貌及相结对光催化氧化脱汞性能的影响.结果 表明:TB、ET、HAc与LiAc物质的量比为1∶20∶20∶5时,TiO2纳米棒的性能最佳,光响应范围可扩展到可见光;在可见光下光催化脱汞效率达到44.7％,且光催化剂的稳定性良好.