多孔TiO_2薄膜电极的制备及光电性能

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳晶薄膜电极.为了提高电极的光电性能,选用聚苯乙烯(PS)微球作造孔剂,制备了多孔TiO2纳晶薄膜电极.利用XRD,SEM对样品进行了表征,并用此薄膜电极组装了染料敏化太阳能电池,并在模拟太阳光下进行了光电性能测试,考察PS微球的量对样品微结构和光电性能的影响.实验结果表明,PS微球乳液为7%时,TiO2薄膜电极空隙率较高,孔径均匀,且光电性能最优.     

TiO_2纳米管制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

采用强碱水热法由钛粉和NaOH溶液水热反应合成二氧化钛纳米管,并用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线电子衍射(XRD)等表征手段对反应产物进行表征,该方法制备的二氧化钛纳米管长度为200～300 nm,管径为20～25 nm.采用丝网印刷技术将二氧化钛纳米管粉末印制在掺杂氟的SnO2导电玻璃(FTO)上,并进行热处理.随后,将印制了薄膜的FTO导电玻璃浸泡在染料中,浸泡一段时间后,将其与导电面涂了铂的FTO导电玻璃组装成染料敏化太阳能电池,并对电池性能进行测试.在模拟太阳光照射下,该电池的填充因子为0.43,短路电流为0.48 mA,断路电压为0.35 V,光电转换效率为0.07%.     

二氧化钛纳米管复合薄膜电极制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

采用强碱水热法合成二氧化钛纳米管,并与二氧化钛纳米颗粒混合作为染料敏化太阳能电池电极材料.当纳米管与纳米颗粒按照1:1摩尔比混合时,经过500℃烧结1h后,转化成锐钛矿晶型;平均孔体积0.30 cm3/g,平均孔径11.42 nm,比表面积为105.58 m2/g;电极对染料的吸附量达到4.85×10-8mol/cm2;电池的短路光电流密度8.70 mA/cm2,开路光电压0.76 V,填充因子0.60,光电转化效率3.96%.     

复合分级结构的锐钛矿TiO2纳米花的合成及其光电性能

半导体氧化物可用于染料敏化太阳能电池光阳极材料。一维纳米结构氧化物比球形纳米粒子具有更高效的电子传输和收集能力。然而,它们受制于因小的比表面积致使低的染料吸附量以及差的电子抽取能力的膜结构。采用一步水热法成功地合成了TiO_2纳米花,该纳米花为锐钛矿相并且是由纳米棒作为基本构成单元的复合分级结构。反应时间可以控制该结构的演化。反应时间对这种结构的TiO_2纳米花对染料分子的吸附能力有较大影响。最高的电池效率(7.29%)是使用70 h反应条件下合成的TiO_2纳米花所获得的。     

TiO_2纳米管的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

以氟化铵的乙二醇溶液为电解液,采用电化学阳极氧化法在钛片表面构筑了一层结构有序、纳米级的TiO_2纳米管阵列膜层,应用扫描电子显微镜(SEM)对膜层的形貌进行了表征,利用X射线衍射(XRD)研究了样品的晶相、结构,并分析了阳极氧化电压对TiO_2纳米管尺寸和结构的影响。结果表明:阳极氧化电压对TiO_2纳米管阵列的结构起到关键的作用,随着纳米管的管径和长度的增加,表面积增大。研究了TiO_2纳米管阵列膜层结构对染料敏化太阳能电池(DSSC)性能的影响。结果表明:二氧化钛纳米管阵列薄膜的管径对电池的效率有显著影响,当管径越大时,填充因子变大,DSSC的开路电压降低,而短路电流变大,光电转换效率也随之提高。     

碳掺杂ZnO的制备及光电性能

以乙烯基乙二醇为C源,通过简单的液相法制备了C掺杂的ZnO.通过XRD和XPS分析确定C取代ZnO中的O位,掺杂后的ZnO仍为六方纤锌矿结构.将C掺杂ZnO用作染料敏化太阳能电池阳极材料,电池性能各项参数均有所提高,其中光电流提高了40%,光电转化效率提高了32%.采用交流阻抗进一步研究了ZnO染料敏化太阳能电池界面电阻和电子传输性质.     

水热法制备ZnO纳米棒薄膜及其机理

采用连续水热法在Zn(NO3)2-HMT-PEI体系的前驱体溶液中,成功合成20μm长的ZnO纳米棒薄膜;分析生长溶液变色及ZnO纳米棒生长机理。结果表明:六次甲基四胺(HMT)高温分解出的甲醛(HCHO),能与聚乙烯亚胺(PEI)发生Mannich反应生成席夫碱化合物是溶液由无色变为红色的原因;该反应使得PEI分子中具有强络合能力伯胺(—NH2)转变为弱络合能力的亚胺(C N),迫使原被PEI稳定螯合的Zn2+重新释放,是水热法生长ZnO纳米棒的关键。     

基于多功能层TiO2薄膜增强染料敏化太阳能电池性能?

利用粒径为20和200nm TiO2在导电玻璃表面制备光阳极的光透明层薄膜、混合层薄膜以及散射层薄膜,通过有效地调整3种薄膜结构进而制备了染料敏化太阳能电池.研究表明,多功能层TiO2膜结构大幅度地提升了光电流,而且电子在多功能层TiO2膜内的界面传输阻抗较低.将3种薄膜有效结合并控制其厚度,可以有效地提高染料敏化太阳能电池的性能,在AM1.5,光强度为100 mW·cm-2的条件下,染料敏化太阳能电池光电转化效率可以提升至5.29%,电流密度达到11.7mA·cm-2.     

锡掺杂金红石TiO2纳米棒的低温快速合成及其光电性能研究

采用水热合成法,在较低温度下通过仅引入Sn⁴⁺合成了金红石型棒状TiO₂纳米晶。X射线衍射仪（XRD）及透射电子显微电镜（TEM）对不同Sn4+掺杂比例粉体的晶型及形貌的分析表明,Sn⁴⁺能促进TiO₂由颗粒状的锐钛矿相向棒状的金红石型的转变,棒状纳米晶的形成是纳米颗粒沿着（110）晶面发生定向生长的结果,且形貌转变与晶相转变伴随发生。掺杂样品的光电转换性能研究结果表明,薄膜电极的光电转换效率与材料的晶相组分及其形貌之间有一定的关系,掺杂比例达到0.75%以后,样品的晶相组分及形貌不再随掺杂比例的增大而发生变化,进而光电转换效率不再变化。     

分散长单晶TiO2纳米胶的制备及光散射性能

TiO2纳米线由于其一维形态导致的快速电子传导及光散射成为染料敏化太阳能电池(DSSC)中的一种很有潜能的材料.本文用一种简单、有效的方法成功制备出了分散长纳米线(1～2 μm)胶,克服了纳米线由于聚集性而无法利用其独特的一维特性的缺点;此外可以方便的配合使用丝网印刷法制备纳米线层用于光阳极的反射层,且对于反射层的厚度较容易控制.     

TiO2纳米管阵列薄膜的热稳定性

采用液相沉积法在Al板上制备了TiO2纳米管阵列薄膜,并在不同温度下进行了热处理.用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等手段对样品进行了表征.结果表明:未经过热处理的TiO2薄膜的晶体结构是非晶态的;在400℃的空气中焙烧2h,薄膜出现锐钛矿相;650℃空气中焙烧2h后,薄膜仍然保持着良好的管状结构.薄膜中Al2O3的存在,抑制了TiO2晶粒的长大,提高了薄膜的热稳定性.     

Photovoltaic properties of MEH-PPV/TiO_2 nanocomposites

Photovoltaic properties of photodiodes based on nano-TiO_2 and poly[2-methoxy,5-(2′-ethlhexyloxy)- p-phenylenevinylene] (MEH-PPV) composites are investigated. By comparing composite devices with the same weight of TiO_2 (nanoparticles and nanotubes):MEH-PPV, it was found that the device with TiO_2 nanotubes exhibited better performance. By further optimizing the weight radio of TiO_2 nano- tubes:MEH-PPV, we gained the device with a short circuit current density of 9.27 μA/cm2 with a light intensity of 16.7 mW/cm2 at the 500 nm wavelength, the highest open-circuit voltage of 1.1 V, and a photosensitivity of 332 at reverse bias of -0.6 V. The photosensitivity is improved by a factor of 33 compared with the undoped MEH-PPV device.     

基于自组装二氧化钛空穴阻挡层的高效钙钛矿太阳能电池

器件兼容功能层的自组装工艺是一种简单、可行和节能的策略。在介孔钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells, PSCs)中,致密的TiO₂膜起到空穴阻挡层的作用,而介孔的TiO₂膜起到电子传输层的作用。然而,这两层通常都要通过高温退火法获得。在此,我们通过室温自组装工艺沉积了致密的TiO₂薄膜,以作为PSCs有效的空穴阻挡层。通过沉积时间控制致密TiO₂薄膜的厚度。优化致密TiO₂薄膜的厚度(80 nm),有无空穴传输层的介孔PSCs的能量转化效率分别为17.95%和10.66%。值得注意的是,基于自组装TiO₂的全低温PSCs显示出16.41%的能量转化效率。     

TiO_2表面掺杂CeO_2和NiO及光催化活性研究

以硫酸镍、硝酸铈为掺杂剂,在TiCl4水解过程中,以沉淀包覆或机械混合的掺杂方法制备了改性TiO2粉体,进行了X射线衍射表征和光催化活性评价。晶粒的长大受到了抑制,在450℃焙烧下,掺镍样品的平均粒径由未掺杂纯样品的38.2 nm减小到11.5 nm(机械混合)和8.4 nm(沉淀包覆),掺铈样品的平均粒径则分别减小到30.5 nm和14nm;镍掺杂导致了样品在焙烧温度450℃时便有金红石相析出,而铈掺杂的样品和纯样品在相同温度下没有金红石相;通过甲苯在样品上的光催化氧化过程,证实了掺杂对样品的光催化性能有影响。在纯样品和掺镍、掺铈的样品上,130 min后甲苯的质量浓度由初始的80 mg/m3分别下降到20、2.5和8.6 mg/m3。     

A new improved structure of dye-sensitized solar cells with reflection film

DYE-SENSITIZED NANOCRYSTALLINE SOLAR CELLS (DSSC), RECENTLY DEVELOPED BY MICHAEL GR?TZEL[1], HAVE BEEN ATTRACTING CONSIDERABLE ATTENTIONS BECAUSE OF ITS HIGH EFFICIENCY, SIMPLE FABRICATION PROCESS AND LOW FABRICA- TION COST[2]. TYPICAL DSSC[3] IS BASED ON A SANDWICH STRUCTURE, WHICH CONSISTS OF TWO GLASS PLATES WITH A TRANSPARENT CONDUCTING OXIDE (TCO) COATING AS SUBSTRATE. O…     

Microstructures and optical properties of sol-gel derived TiO2 anatase thin films

TiO₂ anatase thin films on quartz substrates were prepared with sol-gel method. The dry gel films, made by spin coating 10 times, were calcined at various temperatures. From X-ray diffraction analyses, it is found that the anatase to rutile phase transformation temperature of the films is higher than 850°C, the films are preferentially oriented on (0 0 1) plane, i. e.c-axis oriented. The thickness, refractive indexes, absorption coefficients and extinction coefficients of the films were determined from UV-Vis transmission spectra of the films using a UV-Vis spectrophotometer. The thickness of the films is about 570 nm. The refractive indexes, absorption coefficients and the extinction coefficients of the present films are larger than the values of anatase films prepared by sputtering. This indicates that the films made with sol-gel method are very dense. Biography: LIU Zhong-chi(1967-), male, Master candidate. Research direction: non-linear optical materials.     

活性层混合溶剂的选择对高分子太阳能电池性能的影响

高分子有机太阳能电池因为其简单的制作工艺和轻便稳定的特性而引起人们的广泛研究。控制活性层的形貌对于提高有机太阳能电池的光电性能有着至关重要的意义。使用两种不同的混合溶剂(氯仿/1,8-二碘代辛烷和氯苯/1,8-二碘代辛烷)来制备PTB7-Th:PC_(70)BM活性层。发现使用氯苯/1,8-二碘代辛烷能使活性层获得更好的相分离效果,从而有利于光的吸收和电荷的分离。相对于氯仿/1,8-二碘代辛烷,使用氯苯/1,8-二碘代辛烷的太阳能电池的光电转化效率从7.21%大幅提高到了8.86%。这主要来自短路电流密度(从15.1 mA/cm~(-2)提高至16.7 mA/cm~2)和填充因子(从61.2%提高至66.3%)的提高。结果表明使用氯苯/1,8-二碘代辛烷作为混合溶剂有利于制备高性能的基于PTB7-Th:PC_(70)BM的有机太阳能电池。     

TiO2固定床光催化氧化活性的研究

光催化氧化在废水治理有广泛应用前景[1,2],把催化剂固定在载体上,使其既具有较好的光催化活性,又能多次使用及再生,是光催化氧化在实际应用中的关键问题[3].本工作采用透光性能较好的石英砂为载体,考察负载Ｐ25ＴｉＯ2光催化活性,得到一些有意义的结果,为进一步研究光催?..