磁控溅射金属预置层后硒化制备Cu_2ZnSnSe_4薄膜

采用磁控溅射Zn-Cu-Sn-Cu金属预置层并后硒化的方法在镀钼玻璃衬底上制备了CZTSe薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱测试仪(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和热探针对所制备CZTSe薄膜的晶相结构、拉曼位移、表面形貌、化学组分和导电类型进行表征分析,分析结果表明:所制备CZTSe薄膜结晶质量好、无二次相、晶粒均匀致密、化学组分是贫铜富锌的,且导电类型为p型,符合高效率太阳电池吸收层的要求。将CZTSe吸收层制备成有效面积为0.35 cm2的Mo/CZTSe/Cd S/i-ZnO/Zn O:Al/Ni-Al电池,其效率为1.17%,开路电压为419 m V,短路电流密度为10.21 m A/cm~2,填充因子为27%。     

基于TiO_2/多壁碳纳米管复合光阳极和SnO_2/多壁碳纳米管非铂对电极的染料敏化太阳能电池电子传输的改善（英文）

为了提高TiO_2光阳极的电子传输速率,在TiO_2中负载了多壁碳纳米管(MWCNTs)。采用溶胶–凝胶水热法制备了TiO_2/MWCNTs复合溶胶,利用电流体动力学方法制备了均匀的TiO_2/MWCNTs复合薄膜,并用TiCl_4对薄膜进行了优化。用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪和紫外可见吸收光谱仪对样品进行了表征分析。利用电化学阻抗谱和电流密度–电压曲线分析了基于TiO_2/MWCNTs复合光阳极和SnO_2/MWCNTs对电极的染料敏化太阳能电池(DSSC)的光电性能。结果表明,MWCNTs的加入极大地加速了电子在薄膜中的传输,减少了电子与氧化态染料和I_3~–的复合;基于CNT-0.12(质量分数0.12%)复合光阳极的DSSC性能最佳(V_(OC)=0.70 V,J_(SC)=13.0 m A/cm~2,η_(FF)=0.64,η=5.80%),与基于纯TiO_2光阳极的DSSC(η=4.44%)相比,能量转换效率提高了30.6%。     

以介孔TiO_2膜为过渡层在玻璃基底上制备Cu_3(BTC)_2连续膜

通过在玻璃基底上预先制备一层介孔TiO_2膜作为过渡层用于制备完整的Cu_3(BTC)_2(BTC:1,3,5-苯三甲酸)连续膜。场发射(FESEM)图像显示由此制得的Cu_3(BTC)_2膜在TiO_2/玻璃基底上是致密且连续,膜厚度为200 nm左右。相比之下,Cu_3(BTC)_2晶粒在空白玻璃基底上较难成核并生长,不能形成连续膜,而在无孔TiO_2/玻璃基底上,Cu_3(BTC)_2晶粒与在介孔TiO_2/玻璃基底上一样能够形成典型的八面体Cu_3(BTC)_2但不能形成连续膜。由于介孔TiO_2膜过渡层的存在,Cu_3(BTC)_2晶粒可以与基底结合紧密,经30 min超声波测试后,在介孔TiO_2/玻璃基底上的Cu_3(BTC)_2膜仍然能保持连续且完整形貌,而在空白玻璃基底上的Cu_3(BTC)_2晶粒完全脱落。推断介孔TiO_2的表面性质有利于Cu_3(BTC)_2晶粒的成核,而介孔TiO_2膜的多孔结构可以促进Cu_3(BTC)_2晶粒形成连续的薄膜:介孔TiO_2膜过渡层在Cu_3(BTC)_2膜与玻璃基底间扮演了类似桥梁的重要角色。     

导电碳黑连接TiO2和染料分子提高染料敏化太阳能电池的光电性能

通常,染料敏化纳米太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs)使用纳米金属氧化物来作为光阳极,如纳米TiO2,作为N型半导体通过连接染料来建立光阳极的。在光阳极中金属氧化物连接染料使DSSC的吸收光谱扩展到可见光谱区。文章研究在光阳极中添加导电碳黑使其成为纳米TiO2和染料之间的纽带。实验中使用粉末涂敷法在透光率约90%导电玻璃上涂覆纳米TiO2层在450℃烧结30 min,自然冷却然后再浸在染料和碳黑的混合物中敏化制得光阳极。添加的导电碳黑起到催化剂的作用,有助于染料电子的激发和纳米TiO2导带的增加并且减小了复合阻抗。结果表明,添加0.05 g导电碳黑的DSSCs光电性能最佳。开路电压增加了约33.9%,短路电流密度从4.385 mA/cm2增加到7.637mA/cm2。     

无铅Cu基杂化钙钛矿太阳电池

Pb基杂化钙钛矿太阳电池获得了超过22%的转化效率,但由于含铅材料的毒性和杂化钙钛矿材料的稳定性等问题使其应用受到了制约。研究采用低毒的Cu基杂化钙钛矿材料取代Pb基杂化钙钛矿,通过溶剂蒸发法制备得到(3-BrC_3H_6NH_3)_2CuBr_4杂化钙钛矿材料,作为光吸收层将其引入FTO/TiO_2致密层/(3-BrC_3HC_6NH_3)_2CuBr_4/Spiro-MeOTAD/Ag结构太阳电池器件。结果表明:该太阳电池的开路电压为0.78V,短路电流密度为4.60mA/cm~2,填充因子为0.37,光电转换效率达1.33%,显示了铜基无铅钙钛矿杂化材料在光伏领域潜在的应用前景。     

TiO_2纳米花的制备及其生长机理研究

利用水热法在导电玻璃基底上制备出TiO_2纳米花,反应温度和保温时间分别为160℃和12h。表征结果显示,TiO_2纳米花是一种典型的金红石型结构,由一束底端聚集在一起的纳米棒形成。进一步实验发现,随着温度和时间的增加,将在导电玻璃表面形成定向生长的TiO_2纳米棒。同时,分析讨论了TiO_2纳米花的生长机理,为进一步推进TiO_2纳米材料的可控制备提供研究基础。     

导电TiO_2的表面改性及在丙烯酸涂料中的流变性能研究

以TiO_2为核体,通过共沉淀法制备Sb-SnO_2/TiO_2(SST)导电复合材料,并采用甲基苯基二甲氧基硅烷(MPD)对其进行表面改性。利用XRD、SEM、TEM、FT-IR、水接触角和TG等技术对导电材料进行表征。结果表明,MPD的合适用量为3%且以化学键形式结合于SST表面,其包覆层厚度为3～5 nm。将改性Sb-SnO_2/TiO_2(MSST)复合材料加到丙烯酸树脂中制备导电涂料,并将其涂覆在ABS基板上固化后得导电涂层。结果表明,MSST导电涂层的表面电阻小于SST导电涂层,添加量为18%时效果较佳。通过流变仪测定导电涂料的流变性能,结果表明,与SST相比,MSST大幅提高了丙烯酸导电涂料的分散性、储存稳定性和机械性能。     

水热法制备WO_3纳米阵列及其在钙钛矿太阳电池中的应用（英文）

以不同浓度的钨源溶液通过水热法制备了WO_3纳米树叶阵列和WO_3纳米片阵列,并研究了其形貌、晶相和吸收光谱。基于WO_3纳米树叶阵列作为骨架层的钙钛矿太阳电池实现了4.96%的光电转化效率(PCE),且开路电压(V_(oc))为0.48 V,短路电流密度(J_(sc))为19.66 mA·cm~(-2),填充因子(f_F)为0.52。基于WO_3纳米片阵列的太阳电池的PCE,V_(oc),J_(sc)和f_F分别为0.27%,0.14V,5.96 mA·cm~(-2),0.32。WO_3纳米阵列与空穴传输材料的直接接触增加了电子和空穴的复合,不利于电池的开路电压和填充因子。     

钙钛矿太阳能电池中TiO_2纳米棒电子传输层的制备及光电性能研究

近年来,有机—无机杂化钙钛矿由于合适禁带宽度、高吸光系数及长载流子扩散长度成为当前太阳能电池的研究热点。其中,电子传输层对电子传输及电子—空穴对的分离效果起着至关重要的作用。普遍认为,介孔结构的TiO_2纳米棒电子传输层可以有效地增加电子传输层及其与钙钛矿光吸收层的接触面积,加快电子传输速率,降低电子—空穴对的复合几率,从而可以显著提升光电转换效率。采用水热法在FTO玻璃上原位合成金红石相TiO_2纳米棒,系统地研究不同水热反应时间对TiO_2纳米棒的长度及致密度的影响规律,并探索其对太阳能电池光电性能的影响规律。采用TiO_2纳米棒作为电子传输层组装介孔钙钛矿太阳能电池,其最佳光电转换效率达到10.36%。     

电泳法制备二氧化钛/多壁碳纳米管薄膜及其光催化降解罗丹明B的性能

用电泳沉积法在铟锡氧化物(ITO)导电玻璃上制备了TiO2/多壁碳纳米管(MWCNTs)纳米复合薄膜。对薄膜的表面形貌、晶相结构和光谱特性进行表征。以罗丹明B为模拟污染物对薄膜的光催化活性进行测定,讨论了罗丹明B溶液的pH值、通入气体以及不同辐射光波对薄膜光催化性能的影响。结果表明:制备的TiO2/MWCNTs薄膜是粒子结合紧密、粒径和孔径分布均匀的介孔纳米复合薄膜。该薄膜具有较高的光催化活性,以卤钨灯光照120min,对罗丹明B的降解率达到92.4%,是TiO2薄膜的1.2倍。复合薄膜光催化活性的提高,主要归因于膜层中形成TiO2/MWCNTs异质结和良好的碳纳米管电子通道,以及薄膜对O2和激发电子还原反应的催化作用。     

TiO_2/g-C_3N_4的制备及光催化降解偏二甲肼废水

以钛酸丁酯为钛源采用水热合成法制备不同复合比的TiO_2/g-C3N4材料,借助XRD、FT-IR、TEM、UV-Vis DRS和PL对材料进行表征,并在可见光下进行偏二甲肼(UDMH)废水降解实验。考察了催化剂浓度、pH、UDMH初始浓度对降解效果的影响。结果表明,TiO_2/g-C3N4材料晶型结构完整,TiO_2以纳米颗粒形态在g-C3N4片层上均匀分布,拓展了可见光吸收范围,提升了对光生空穴-电子的分离能力。TiO_2与g-C3N4质量比为10%时,TiO_2/gC3N4光催化活性最佳,反应120 min对UDMH的降解率达到96.49%,相比g-C3N4提高了49.46%。     

聚乙二醇/碳纳米管复合多孔凝胶的合成与表征

将定向冰晶模板致孔技术引入到冰冻聚合过程当中,制备出具有取向性孔结构的聚乙二醇(PEG)多孔凝胶。在凝胶内表面的孔壁上吸附沉积一层致密的碳纳米管(CNTs),得到一种特殊的PEG/CNTs复合多孔凝胶。通过对PEG凝胶的共聚改性,可以使得吸附的CNTs层更加均匀、致密,沉积的CNTs的含量达到1.0%(wt),而未经改性的PEG凝胶只能吸附约0.08%(wt)的CNTs。该复合凝胶在干燥状态下的导电率为1.5×10-1 S·m-1,比相同CNTs含量下,用常规原位聚合方法制备的CNTs复合凝胶的导电率(2.7×10-4 S·m-1)高出3个数量级;比用相同聚合方法制备的未经过改性的复合凝胶(2.9×10-4 S.m-1)也要高出3个数量级。该复合凝胶在充分溶胀状态下的导电率为5.2×10-2 S·m-1,比相同CNTs含量下,用常规原位聚合方法制备的CNTs复合凝胶的导电率高出2个数量级。     

导电玻璃对纳米二氧化钛薄膜太阳能电池性能的影响

在3种导电玻璃基材上烧结制备一层纳米TiO2薄膜,并用它们各自组装成N3染料敏化太阳能电池.用紫外可见光仪、场发射扫描电镜及四探针仪研究了导电玻璃的透光率和导电性能对染料敏化太阳能电池电流、电压输出性能的影响.结果表明:在100mW/cm2模拟太阳光强照射下,导电玻璃的面电阻减小时,光电池的短路电流会迅速增加,开路电压基本不变.导致这种现象的主要原因是导电玻璃上导电层的面电阻减小会使太阳能电池的内阻下降.由于太阳能电池的开路电压与短路电流的对数成正比.当导电玻璃的透光率大于80%时,导电玻璃的透光率对太阳光电池的电流电压输出性能基本没有影响.     

TiO_2/g-C_3N_4的制备及光催化降解偏二甲肼废水

以钛酸丁酯为钛源采用水热合成法制备不同复合比的TiO_2/g-C3N4材料,借助XRD、FT-IR、TEM、UV-Vis DRS和PL对材料进行表征,并在可见光下进行偏二甲肼(UDMH)废水降解实验。考察了催化剂浓度、pH、UDMH初始浓度对降解效果的影响。结果表明,TiO_2/g-C3N4材料晶型结构完整,TiO_2以纳米颗粒形态在g-C3N4片层上均匀分布,拓展了可见光吸收范围,提升了对光生空穴-电子的分离能力。TiO_2与g-C3N4质量比为10%时,TiO_2/gC3N4光催化活性最佳,反应120 min对UDMH的降解率达到96.49%,相比g-C3N4提高了49.46%。     

镀银空心玻璃微珠柔性导电膜的研制

采用化学镀方法在空心玻璃微珠表面包覆金属银,获得镀银空心玻璃微珠(Ag@HGMs)复合粒子。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和半导体粉末电阻率仪对Ag@HGMs复合粒子的微观形貌、尺寸、结构、组分和导电性进行表征。结果显示,最佳工艺条件下所得Ag@HGMs粉末的体积电阻率为2.85×10^-4Ω·cm,表面镀银层致密、完整。将Ag@HGMs粉末作为导电填料,以液体硅橡胶为柔性基体,制备了具有三明治结构的柔性导电膜,Ag@HGMs复合粒子夹在两层硅胶中间。当导电填料的质量分数为4.76%时,膜的体积电阻率为2.33×10^-3Ω·cm。在反复拉伸、折叠后,Ag@HGMs复合粒子依然粘合在导电网络中,且其表面镀银层未脱落,膜的导电性变化微小。     

氧化石墨烯(GO)修饰的TiO_2纳米管阵列光阳极的制备及其在染料敏化太阳能电池(DSSC)中的应用

文章采用二步阳极氧化法在纯钛片上制备了TiO2纳米管阵列,并用GO溶液修饰与其形成GO/TiO2纳米复合薄膜,修饰后的复合薄膜光电化学性能增强,组装成DSSC提高其光电转换效率,短路电流密度为13.2 mA·cm-2,光电转换效率为6.22%,相对于基于TiO2纳米管的DSSC电池分别提高了53%和30%。     

PAN/AZO@TiO_2复合导电纤维的制备与性能

以硝酸锌(Zn(NO_3)_2)、硝酸铝(Al(NO_3)_3)为原料,通过水热合成法在二氧化钛(TiO_2)晶须表面包覆掺铝氧化锌(AZO)导电膜层,制备导电二氧化钛晶须(AZO@TiO_2)。将AZO@TiO_2添加到聚丙烯腈(PAN)纺丝液中,经湿法纺丝制得PAN/AZO@TiO_2复合导电纤维。分别采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、热重分析仪、Electrometer电阻测试仪和万能拉伸试验机分剐对复合导电纤维的结构性能进行表征,结果表明:当AZO@TiO_2掺杂量为30%时,PAN/AZO@TiO_2复合导电纤维电阻值达到15.7 MΩ,拉伸强度最大达到5.5 MPa,断裂伸长率最大为19.7%。     

一种低紫外辐射灯具玻壳的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法制备金红石型纳米TiO_2,在制备中间过程中加入CeO_2,制备出金红石型纳米TiO_2-CeO_2复合紫外吸收剂,研究了TiO_2与CeO_2的最佳配比。在玻璃制备过程中加入金红石型纳米TiO_2-CeO_2复合紫外吸收剂,研制出低紫外辐射灯具玻壳。同时研究了复合紫外吸收剂加入量对灯具玻壳紫外吸收性能和其他理化性能的影响。     

纳米铁氧体/TiO_2光催化材料的研究进展

论述了国内外纳米铁氧体/TiO_2最新的制备方法及其光催化性能,得出在TiO_2中引入磁性铁氧体,使禁带宽度变窄,抑制光生电子和空穴的复合,提高二氧化钛对太阳光的利用率,并实现磁性回收。最后对纳米铁氧体/TiO_2光催化材料的发展前景进行了展望。     

TiO2-GR/MgO的制备及降解刚果红性能研究

采用超声溶胶-凝胶法制备了新型复合光催化剂TiO_2-GR/MgO。采用XRD、SEM、PL、UV-Vis等手段对制备的催化剂进行了表征,并在太阳光下考察了TiO_2-GR/MgO对刚果红的光催化降解性能。结果表明:在TiO_2-GR/MgO中,TiO_2只有锐钛矿型,石墨和MgO的加入有效阻碍了电子/空穴的复合速率,拓宽了复合光催化剂的光谱响应范围,提高了催化剂对可见光的吸收效率。当反应时间为80 min,TiO_2-GR/MgO投加量为2.5 g/L时,在太阳光照射下刚果红去除率可达97.6%。