TiO_2/SrTiO_3薄膜电极制备及其光电化学性能研究

采用商用P25TiO2为原料制备纳米多孔TiO2电极,用水热法在多孔TiO2表面包覆SrTiO3。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及紫外-可见光谱仪对TiO2/SrTiO3薄膜电极进行表征。探讨了水热反应温度对TiO2/SrTiO3薄膜电极组装染料敏化太阳能电池(DSSC)的光电化学性能影响。结果表明:在纳米多孔TiO2电极表面生成了均匀的SrTiO3包覆层,且SrTiO3包覆的样品吸收边有红移;与TiO2薄膜电极相比,不同水热反应温度下制备的TiO2/SrTiO3薄膜电极组装DSSC的光电转换效率均有所提高,180℃时全光转换效率提高了24%。     

染敏料化太阳能电池中TiO_2薄膜的研究进展

纳米TiO2薄膜的组成及结构在很大程度上影响着染料敏化太阳能电池的光电转化效率。从微观结构、复合结构、掺杂、表面处理四方面综述了染料敏化太阳能电池中纳米TiO2薄膜的最新研究成果,探讨了如何通过提高电池中纳米TiO2薄膜对光的吸收、提高电荷的传输效率、降低电荷的复合来优化电池性能。对TiO2薄膜的表面处理,是今后发展的一个主要方向。     

染料敏化太阳能电池TiO2薄膜电极的染料吸附性能研究

采用手工刮涂法制备了染料敏化太阳能电池( DSSC)的TiO2薄膜电极,用解吸的方法和正交试验研究了DSSC电池TiO2薄膜电极的染料吸附性能,并结合统计分析方法对染料吸附试验数据进行了分析处理.研究结果表明TiO2薄膜电极具有最优染料吸附性能的烧结条件为:以2℃/min的速率升温至450℃,保温50 min后随炉冷却...     

聚乙二醇共水热合成TiO2纳米晶多孔薄膜

以钛酸丁酯为原料,在水热过程中加入聚乙二醇(分子量2 000)合成TiO2纳米晶,并制备多孔薄膜用于染料敏化太阳能电池(DSSCs)。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、台阶仪、紫外-可见分光光度计(UV-vis)对纳米晶粒的晶体结构、薄膜的表面形貌、厚度和光学吸收性能以及电池的光电能量转换性能随聚乙二醇的加入量变化的规律进行了探索。结果表明,聚乙二醇的加入抑制了锐钛矿相TiO2晶粒的生长,诱导了金红石相的形成。当聚乙二醇的加入量为TiO2质量的5%时性能达到最佳,采用单层多孔薄膜以及不添加四-叔丁基吡啶的电解质组装的电池获得了2.86%的光电能量转换效率。     

基于硫化镍的染料敏化太阳能电池光伏性能研究

在典型的染料敏化太阳能电池中，基于铂金属的对电极用于收集外电路的电子，并催化氧化态电解质还原。然而，由于铂金属为贵金属，因此需要开发廉价材料的对电极，从而降低生产成本。低温沉积法是一种简单的制备方法，它的主要优点是，在不需要高温加热的条件下，可以直接在导电衬底上沉积，制备出拥有优异催化性能的硫化镍薄膜，然后直接用作染料敏化太阳能电池的对电极。结果显示，基于硫化镍薄膜对电极的染料敏化太阳能电池的最佳光电转换效率为6.12%，这与基于铂对电极的染料敏化太阳能电池的转换效率(6.16%)非常接近。上述实验结果表明低温沉积法制备的硫化镍薄膜具有优异的电催化性能，有利于染料敏化太阳能电池的光伏性能提升。     

MgO/TiO_2复合薄膜太阳能电池的性能

用sol-gel法和丝网印刷法制备多孔TiO2薄膜,溶液沉积法制备MgO/TiO2复合薄膜。研究了复合薄膜的表面形貌、断面结构、厚度等性能;组装电池,测定了电池的输出特性曲线。结果表明:MgO/TiO2复合薄膜表面平整,内部具有分布较为均匀的空隙,厚度约14μm;MgO薄膜的复合使染料敏化,敏化太阳能电池的开路电压从0.585V提高到0.659V,短路电流从2.057mA提高到2.348mA,从而使光电转换效率从2.24%提高到3.12%;并分析了MgO薄膜复合提高光电流响应的机理。     

NiSe纳米材料合成及其在染料敏化太阳能电池中的应用

探寻电催化性能优异、廉价的对电极材料是染料敏化太阳能电池发展过程中所面临的重大挑战之一。本文将采用一步溶剂热法合成NiSe纳米材料,采用喷涂法制备Ni Se薄膜,并作为染料敏化太阳能电池对电极。利用循环伏安曲线、塔菲尔极化曲线、电化学阻抗谱表征对电极的电催化性能。实验结果表明,在I–/I3~–体系中,Ni Se对电极展现出了与铂电极相当的电催化性能。通过染料敏化太阳能电池组装与测试,表明基于NiSe对电极的染料敏化太阳能电池拥有良好的光伏性能,其能量转换效率达到5.27%,与基于铂电极的电池效率(5.34%)相当。     

掺W对染料敏化TiO2电极光电性质的研究

用双靶直流磁控共溅射方法在FTO透明导电玻璃上沉积掺W的TiO2薄膜.采用原子力显微镜、喇曼光谱仪和透射光谱仪对其表面形貌、晶体结构及光学性能进行了分析.研究发现适量的掺w有利于改善TiO2薄膜的表面结构,并有利于提高染料敏化电池的短路电流;但过量的掺w减弱了锐钛矿相,TiO2薄膜转变为金红石相结构;适量W掺杂TiO2薄膜经敏化组装的太阳能电池,有利于提高其短路电流及光电能量转换效率,不利于提高其开路电压.     

TiO_2纳米管阵列对染料敏化太阳能电池性能的影响

通过恒压阳极氧化法在Ti箔表面制备了结构规整的TiO2纳米管阵列,研究了氧化时间和退火温度对纳米管阵列的尺寸和晶体结构的影响。用制得的纳米管阵列电极组装了染料敏化太阳能电池(DSSC),研究了纳米管长度、退火温度和电极面积对DSSC光电性能的影响。结果表明,纳米管管径和壁厚均与氧化时间无关,而纳米管长度则随着氧化时间延长而增加。在450℃及更低温度退火时,纳米管中只出现锐钛矿相;而在500℃退火时,纳米管中则又出现了金红石相。由厚度为27μm、退火温度为450℃的纳米管阵列电极组装成的DSCC具有最佳的光电转化性能。DSCC的光电转化效率随电极面积的增加而降低。     

掺杂Fe~(3+)的TiO_2薄膜电极的电化学研究

适量Fe~(3+)掺杂可以提高TiO2薄膜电极的光催化氧化活性。采用交流阻抗谱、平带电势等方法研究了掺杂Fe~(3+)的纳米TiO_2薄膜电极的表面结构特征及其催化性能,为其光电转换机理提供了电化学依据。