二氧化钛纳米管的研究进展

鉴于TiO2纳米管优异的光电、催化、气敏等性能已经引起广泛关注,在太阳能电池、光催化、环境净化、气体敏感器等领域有潜在的应用价值,主要综述了TiO2纳米管的现状和最新研究进展情况,并简要介绍了其制备方法、形貌、晶体结构、形成机理及应用。     

制备工艺对TiO2纳米结构电极光电响应的影响

以钛酸四丁酯水解法合成TiO2纳米粒子胶体,用玻璃棒滚压涂膜制成TiO2纳米结构电极,研究了不同TiO2纳米结构电极的光电响应,用原子力显微镜(AFM)对电极的形貌进行了表征。结果表明:制备工艺不同,电极的光电响应有很大差异,主要与TiO2纳米粒子的粒径大小和膜的表面状态有关。     

异质结表/界面修饰对杂化太阳电池性能的优化

为了增进无机半导体和有机聚合物半导体之间的相容性,优化电池的光电性能,基于一维无机TiO2纳米棒有序阵列和有机聚合物PCPDTBT,构建了一种结构为TiO2/PCPDTBT的杂化太阳电池。用一种有机三苯胺类两亲分子来调控此无机、有机材料的两相表/界面性质。采用SEM,TEM,XRD,EDS,UV-vis,PL等方法对杂化膜电极进行表征。电池性能测试表明,表/界面修饰后太阳电池的性能得到提高,电池效率η为0.81%;开路电压衰减测试表明,异质结表/界面经修饰后,杂化太阳电池的电子寿命有所提高。因此,通过异质结表/界面修饰改善活性层的形貌结构对电池性能有重要影响。     

模拟海水中铜腐蚀及缓蚀的光电化学研究

用光电化学方法现场测量铜电极的开路光电压,用开路光电压的变化来反映铜的腐蚀行为及缓蚀剂ＢＴＡ的缓蚀行为。实验发现开路光电压由正变负即光响应由Ｐ型光响应转变为Ｎ型光响应表明铜电极受到Ｃｌ－的侵蚀,在铜板电极表面形成了含有ＣｕＣｌ在内的复杂相。在本文条件下从ｗ（缓蚀剂ＢＴＡ）为５×１０－６％时开始产生缓蚀作用,随着ｗ（缓蚀剂）的增加,ＣｕＢＴＡ膜变得越致密越厚,缓蚀作用越好,表现为开路光电压越来越小。并用表面电子能谱技术测试结果佐证     

硫化镉/Ru(Ⅱ)配合物复合敏化ZnO纳米晶多孔膜电极的光电化学

用光电流作用谱,光电流-电势图和UV-Vis吸收光谱研究了CdS和RuL2(NCS)2(L=2, 2'-bipyriclyl-4-4'-dicarboxylic acid)复合敏化ZnO纳米晶电极的光电化学行为。实验证实采用复合敏化比分别用CdS或Ru(Ⅱ)配合物单独敏化ZnO纳米晶电极效果好,通过复合敏化可防止导带上由光注入产生的电子的反向转移而避免了电子的损失。复合敏化电极使可见光光吸收增加,光电流起始波长红移至大于600nm,光电转换效率明显提高。     

Sb2S3:P3HT共混物改善TiO2纳米棒阵列钙钛矿太阳电池的性能

为解决钙钛矿太阳电池中MAPbI₃的不稳定性问题,提高电池性能,对以TiO₂纳米棒阵列作为电子传输层、Sb₂S₃:P3HT共混物作为钙钛矿MAPbI₃修饰层的太阳电池进行了研究。首先,以SbCl₃作为锑源,Na₂S₂O₃作为硫源,采用溶剂热法制备合适尺寸的Sb₂S₃纳米球;其次,通过超声分散法将Sb₂S₃与P3HT在氯苯溶液中共混得到Sb₂S₃:P3HT共混物,将其旋涂于沉积了MAPbI₃薄膜的TiO₂纳米棒阵列上,形成FTO/TiO₂NR/MAPbI₃/Sb₂S₃:P3HT复合膜,制备成TiO₂纳米棒阵列MAPbI₃/Sb₂S₃:P3HT太阳电池;最后,采用SEM,XRD,J-V曲线和紫外可见吸收光谱等方法进行表征和测试。结果表明,制备的结构为FTO/TiO₂NR/MAPbI₃/Sb₂S₃:P3HT/Spiro-OMeTAD/Ag的太阳电池,能量转换效率（PCE）最高达到了14.73％,与未采用Sb₂S₃:[JP]P3HT共混物修饰的TiO₂纳米棒阵列MAPbI₃太阳电池相比,能量转换效率得到了明显提升。因此,Sb₂S₃:P3HT共混物能避免出现钙钛矿MAPbI₃被氧化的不稳定性问题,可有效提高TiO₂纳米棒阵列MAPbI₃太阳电池的性能。     

Sb2S3对枝状TiO2阵列的修饰及其在杂化太阳电池中的应用

为了提供多条电子传输通道,增加窄禁带半导体和有机半导体的负载量,采用一步水热法,在FTO基底上制备了由纳米管和纳米线组装而成的枝状TiO₂;通过化学浴沉积法,在枝状TiO₂上成功地制备了窄禁带半导体Sb₂S₃;利用SEM,XRD,紫外-可见吸收光谱,瞬态光电流,稳态荧光光谱及J-V曲线等手段,对样品形貌、晶型、吸光性能和光电性能进行了表征和测试,探究Sb₂S₃沉积时间对电池效率的影响。结果表明：稀疏的枝状TiO₂阵列垂直于FTO导电玻璃生长,为电荷传输提供了有利条件;Sb₂S₃的加入,加强了电极材料对可见光的吸收,提高了光电流强度及荧光猝灭强度,有利于光生载流子的产生和转移;由枝状TiO₂/Sb₂S₃(3 h)/P3HT/PEDOT∶PSS/Au构成的杂化太阳电池的能量转换效率达到了1.10%,是未沉积Sb₂S₃的杂化太阳电池能量转换效率的10倍。在多级结构TiO₂上沉积Sb₂S₃,有利于提高电极材料对可见光的吸收,加强光生载流子的传输能力,拓宽光谱响应范围,提高光电性能,对于解决单纯TiO₂电极吸收强度较弱和光谱响应范围较窄等问题具有重要意义。     

纳米太阳能电池研究进展

介绍了染料敏化 Ti O2 纳米太阳能电池的结构 (主要包括透明导电基片、纳米Ti O2 薄膜、染料敏化剂、电解液和透明对电极几个部分 )及其工作原理。同时指出了液态电解质的缺陷并提出全固态太阳能电池已成为一个重要研究方向 ,其研究中心是寻找更好的空穴传输材料 ,主要介绍了其中的 p-型半导体、导电聚合物及高分子凝胶电解质等 ,另外也介绍了 Ti O2 纳米晶膜的改进 ,并对纳米太阳能电池的研究进展及其现状进行了综述和展望。     

CdTe包覆TiO2纳米棒壳核结构有序阵列与P3HT杂化太阳电池研究

采用水热法在含氟二氧化锡导电玻璃(FTO)上制备了有序的金红石型TiO2纳米棒阵列,在TiO2纳米棒阵列上电沉积CdTe纳米晶构成了CdTe包覆TiO2壳核式纳米棒阵列(CdTe/TiO2),然后将聚3-己基噻吩(P3HT)的氯苯溶液旋涂到CdTe/TiO2壳核式纳米棒阵列上构成P3HT包覆CdTe/TiO2壳核式纳米棒阵列的复合结构(P3HT/CdTe/TiO2),在P3HT/CdTe/TiO2壳核式纳米棒阵列复合结构上使用离子溅射法喷镀Au膜构制Au-P3HT/CdTe/TiO2结构的杂化太阳电池,实验测得以Au-P3HT/CdTe/TiO2结构组装的杂化太阳电池的能量转换效率为0.91%。     

尿素加压共沉淀法制备纳米ZnO-TiO2复合粉体

以Zn(NO3)2,Ti(SO4)2为原料,以尿素为沉淀剂宿主,采用高温加压共沉淀法将Zn2+及Ti4+同时沉淀出来,在热分析的基础上于一定温度下煅烧1h,制得纳米ZnO TiO2(锐钛矿型)复合粉体,其平均粒径约为45nm。结果表明,采用该方法制备复合粉体时,只有在一定的反应物配比范围内才能实现纳米ZnO与纳米TiO2的复合。