多次水热法制备纳米TiO_2胶体在染料敏化太阳能电池中的应用

采用多次水热法制备颗粒大小不同的纳米TiO2胶体,应用于染料敏化太阳能电池,研究了不同水热次数得到的胶体对DSSC光电转化效率的影响。利用XRD、TEM和SEM对TiO2形貌进行表征,用UV-Vis测试TiO2膜对染料的吸附。结果表明,4次水热法制备的TiO2胶体的颗粒大小分布均匀,提高了电子在膜中的传输速率和TiO2薄膜对敏化染料的吸附量,进而提高了DSSC的光电转化效率。4次水热的光电转化效率最高,达到7.39%。     

聚苯乙烯和聚乙二醇对TiO2薄膜微观结构及DSSC性能的影响

用水热法制备了多孔TiO2光电薄膜;分析了聚苯乙烯和聚乙二醇对纳米TiO2晶体薄膜微观结构的影响;用紫外-可见-近红外分光光度计和场发射扫描电镜对纳米TiO2薄膜进行了表征;并对组装的染料敏化太阳能电池进行了光电性能测试,发现用聚苯乙烯处理后的TiO2薄膜提高了染料敏化太阳能电池(DSSC)的开路电压、短路电流密度、填充因子和光电转换效率.     

浆料组成对染料敏化多孔TiO2太阳能电池性能的影响

在TiO2粉体中加入不同量的聚乙二醇400、OP乳化剂和乙酰丙酮,经球磨得到TiO2浆料,采用丝网印刷的工艺方法在基底上制备了多孔TiO2薄膜阳极,组装成DSSC。采用SEM、XRD和电化学工作站进行了表征及测试;利用正交实验探讨了浆料中聚乙二醇400、OP乳化剂、乙酰丙酮的量和球磨时间对DSSC光电性能的影响。研究结果表明,浆料的最佳配方是聚乙二醇400为0.4mL、OP乳化剂为0.02mL、乙酰丙酮为0.6mL和球磨时间为4h,由此可使制备的DSSC光电转化效率(η)达到3.44%。     

染料敏化太阳能电池阻挡层的制备及其性能研究

采用电子束蒸发法在光阳极导电玻璃基底上制备了一层致密的TiO2薄膜,并在氧氛围下进行不同温度的退火处理。以此TiO2薄膜为阻挡层来阻止电解质溶液中I3-与导电玻璃基底上光生电子的复合。分别利用X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）对此薄膜的结构和成分进行表征。制备不同厚度的TiO2阻挡层薄膜并研究其对电池光电性能的影响。实验结果表明,阻挡层的引入有效地抑制了暗反应的发生,提高了染料敏化太阳能电池（DSSC）的开路电压、短路电流和光电转换效率,比未引入阻挡层的DSSC的光电转换效率提高了31.5%。     

丝网印刷法制备染料敏化太阳能电池光电性能的研究

采用水热法制备TiO2纳米颗粒,将获得的TiO2纳米颗粒制备成胶体,采用丝网印刷法在FTO表面刷涂制备染料敏化太阳能电池（DSSC）光阳极,通过扫描电子显微镜对电极表征和电池光电性能测试,探讨印刷层数及入射光强对DSSC光电性能的影响,实验结果表明,将制备的光阳极组装成电池后具有较好的光电性能,当印刷层数为8层、光强为80W／m2时,电池取得最好的光电性能。     

基于双层TiO2复合ZnO薄膜电池的制备及光电性能的研究

采用二氧化钛(P25)、粘接剂和溶剂经研磨制备致密二氧化钛薄膜,并结合水热法在致密薄膜上制备多孔二氧化钛薄膜,然后再将其浸渍在醋酸锌溶液中制备成TiO2/ZnO复合薄膜,将所制得的复合薄膜分别作为光阳极制备成染料敏化太阳能电池.通过对光电性能的比较研究,底层致密外层多孔二氧化钛薄膜远远优于致密二氧化钛薄膜,而在醋酸锌中浸泡80 min时所得TiO2/ZnO复合薄膜的光电性能最好,光电转换效率高达4.36％.     

染料敏化纳米晶TiO2太阳能电池的界面电荷复合

染料敏化的纳米晶TiO2太阳能电池(DSSC)作为传统硅太阳能电池的一种可行的替代品近年来引起了广泛关注,但是受制于TiO2/染料/电解液界面的电荷复合,开路电压V∞未能得到有效改善,进而影响了DSSC的性能.介绍了DSSC的工作原理.详细阐述了DSSC中TiO2/染料/电解液界面电荷的复合机理,并介绍了目前国内外在抑制DSSC界面电荷复合,提高V∞及光电转换效率η方面的研究动向.     

半导体耦合法改性纳米TiO2薄膜在DSSC中的应用

染料敏化纳米晶TiO2薄膜太阳能电池具有成本低廉、制作简单和环保等优点,吸引了国内外研究者的广泛关注。综述了半导体复合TiO2薄膜在DSSC中应用的研究进展,重点阐述了半导体复合TiO2薄膜的机理,总结了半导体复合TiO2薄膜的种类及制备方法,并分析了其对太阳能电池光电性能的影响。     

染料敏化太阳电池CuAl2O4/TiO2光阳极制备及性能

采用柠檬酸法制备了尖晶石型纳米晶CuAl2O4,将其添加到P25(degussa,TiO2)中,制备成CuAl2O4/TiO2薄膜光阳极,并组装成染料敏化太阳电池(DSSC),对其光电性能进行表征。结果表明:CuAl2O4的加入,电池性能得到提高;当CuAl2O4含量为2%(质量分数)时,与纯TiO2薄膜光阳极相比,光电转化效率提高了39.1%。     

染料敏化太阳能电池中CuO/TiO2薄膜制备及应用

采用普通直流电沉积和超声直流电沉积制备Cu∕TiO2纳米管阵列∕Ti基复合薄膜,而后在NaOH溶液中用电氧化的方法将Cu单质氧化成CuO,制备了CuO∕TiO2纳米管阵列∕Ti基复合薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对两种复合薄膜电极的形貌和结构进行了表征,详细考察了电镀工艺参数(电流密度)和超声波对复合薄膜形貌的影响。同时通过稳态光电响应技术对复合薄膜电极组成的染料敏华太阳能电池(DSSC)的光电性能进行了研究,结果表明:通过普通直流电沉积在工艺参数(3mA/cm2、5min)处制备的复合薄膜组装的DSSC具有该体系下的最佳光电性能(Jsc=9.00mA/cm2、Voc=0.664V、FF=0.512、η=3.06%);在同等条件下通过超声辅助直流电沉积制备的复合薄膜组装的DSSC的最佳光电性能(Jsc=15.50mA/cm2、Voc=0.688V、FF=0.505、η=5.39%)出现在工艺参数为(6mA/cm2、5min)处。对比可知超声条件下的光电性能较好,且最佳光电性能工艺参数发生了后移。     

二氧化钛的表面包覆技术及其应用

二氧化钛是当今世界发展较快的无机化工产品之一,为了使其获得更优异的性能并在更多的领域得到应用,在其表面包覆其他物质.根据二氧化钛的不同用途介绍了其表面的包覆方法,综述了二氧化钛包覆的现状及前景.     

溶胶-凝胶法合成纳米TiO2薄膜的研究进展

纳米TiO2薄膜光催化剂与粉末相比,可以重复使用,易回收,具有广泛的应用前景.利用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2薄膜具有合成温度低、反应过程易于控制、产品纯度高、易于掺杂、设备工艺简单等优点.综述了利用溶胶-凝胶法合成纳米TiO2薄膜、离子掺杂薄膜、半导体复合薄膜以及光敏化薄膜的研究进展,并提出了今后的研究方向.     

纳米多孔TiO2厚膜的制备及其汞溴红敏化光电化学性能

采用“粉末刮涂”与“化学分散”相结合的方法制备了用于染料敏化太阳电池光阳极的纳米多孔TiO2厚膜，解决了传统工艺中TiO2浆料难于制备和保存等问题，同时可对膜层微结构进行精确调控．采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等表征所得膜层的晶体结构、表面和断面形貌；采用透过光谱考察了涂覆次数、退火温度、汞溴红敏化对TiO2膜光学性质的影响，并以汞溴红敏化TiO2膜为光阳极制作了染料敏化太阳电池原型器件．结果表明，采用以稀硝酸为分散剂、低分子量聚乙二醇为结构调控剂的化学分散技术可以制得满足染料电池要求的TiO2厚膜．所得膜层致密均匀，无孔洞、缺陷以及分层现象，在纳米尺度表现出典型的纳米多孔结构特征．浆料涂覆次数、退火温度、汞溴红吸附对纳米多孔膜层的光学透过率影响显著．采用汞溴红敏化TiO2光阳极制作的染料电池原型器件具有较强的光电响应，经12-15次涂覆、500℃退火工艺制得的膜层显示出较优的电池性能（Voc-430mV，Isc-150-215μA）．     

Eu3＋离子掺杂纳米TiO2的制备及发光性能的研究

采用溶胶一凝胶法制备了TiO2和Eu3 离子掺杂的TiO2纳米材料,通过X射线衍射和荧光光谱分析对样品进行了表征.X射线衍射结果表明,少量稀土Eu3 离子的掺杂能有效抑制TiO2纳米颗粒的增长,进而提高晶体相变温度;荧光光谱研究表明TiO2:Eu3 体系中均能得到Eu3 离子特征发射光谱.随着Eu3 离子含量的增加,Eu3 离子的发光性能增强;并且Eu3 离子以Eu2(樟脑酸)3(1,10-菲咯啉)2有机配合物为前驱体掺杂到TiO2:Eu3 纳米晶体的发光性能优于以Eu(NO3)3·6H2O为前驱体制备的TiO2:EU3 纳米晶体.     

N掺杂TiO2光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备锐钛矿型N掺杂TiO2粉体,通过X射线衍射光谱(XRD)、红外光谱(FT-IR)、紫外/可见光漫反射吸收光谱(UV-vis)对粉体的性能进行表征.结果表明,N掺杂使TiO2粉体的晶粒细化,禁带宽度减小,光谱吸收阈值波长向可见光区红移至550nm左右.光催化降解甲基橙的实验表明,N-TiO2粉体在普通日光灯下对甲基橙的降解率明显优于纯TiO2粉体.     

TiO2光催化剂非金属阴离子修饰的研究进展

与以往研究较系统的通过具有高的(光)化学氧化还原活性的修饰剂改性相比,化学相对惰性的非金属阴离子的改性到近来才引起人们的重视,但对其研究还是零散的、不系统的,有时甚至是矛盾的.介绍了非金属阴离子(如F-、PO43-、SO42-等)改性TiO2的制备方法、对光催化效率和机理的影响等,重点阐述了TiO2表面吸附的非金属阴离子在光催化过程中的作用机理的研究进展,并着重强调它们在光催化过程中的共性作用,指出了需要进一步研究的方向.     

高度有序TiO2纳米管的制备

采用电化学阳极氧化法制备高度有序的TiO2纳米管.通过控制不同的阳极氧化电压及电解液,得到形貌不同的TiO2纳米管.最长的TiO2纳米管达60μm,长径比为600.采用SEM对样品进行了表征.     

TiO2掺杂PbO2电极及其在电解法制臭氧中的应用研究

为了提高电极对臭氧生成反应的电催化活性,采用纳米复合电镀技术制备了TiO2改性PbO2电极.分别采用X射线衍射和X射线荧光光谱分析了其晶体结构和组分含量。将该电极用于电解法制备臭氧,并考察了电流密度、电镀极间距、电镀液pH值以及TiO2颗粒粒径对电极性能的影响.实验结果表明,改性后的PbO2电极使臭氧生成反应的电流效率由11.9%提高到了12.9%.电镀电流密度和电镀极间距的提高有利于提高电极催化活性.TiO2的掺杂会降低PbO2电极的晶胞粒径,有利于提高电极的电催化活性.     

TiO2光电催化技术的应用研究进展

TiO2光电催化是一种电化学辅助的光催化反应技术,通过施加外部偏压减少光生电子和空穴的复合,从而提高其量子效率.本文综述了TiO2光电催化的原理及在水处理、制氢等方面的应用,并提出了存在的问题和将来的发展方向.     

S／TiO2纳米氧敏材料的结构与吸脱附特性

以TiCl3为钛源,采用溶胶一凝胶法,在500℃(1h)烧结获得非金属离子(硫)掺杂TiO2的纳米粉体,利用XRD,FT-IR,UV-vis,ESEM,Zeta电位,XRF,TPD等表征S/TiO2结构特性.结果表明,硫掺杂有利于其向金红石相转变,低掺杂浓度(2at%)时,硫主要以S4 形式存在,当掺杂量为25at%时,部分掺杂硫以S2-形式替代O2-,由于两者间的电负性差异,导致表面上Ti3 、Ti4 周围的电子云密度增加,从而提高样品对氧气的吸附活性,使其表面的富余电子向吸附氧转移,提高了氧敏特性.S/TiO2敏感体表面的吸附氧以氧分子形式脱附(≤550℃),而在高温(≥600℃)下主要以SO2形式脱附.