紫外辐射法低温制备柔性TiO_2薄膜电极及其性能研究

采用先研磨后超声波分散的方法制备了TiO2涂膜胶体,由其涂敷的TiO2薄膜经过紫外辐射处理后,获得了组装染料敏化太阳能电池的柔性TiO2薄膜电极。用扫描电子显微镜、红外吸收光谱仪和紫外可见光谱仪对TiO2薄膜电极进行了表征,同时,用数字源表测试了电池的光电性能。结果表明:TiO2薄膜电极具有多孔结构,其经过紫外辐射处理后,有机物完全去除;N3染料敏化后,使其吸光度增大,组装成的电池,其光电转换效率达到0.93%。     

苯基磷酸联吡啶钌络合物敏化纳晶多孔TiO_2薄膜电极光电性能研究

苯基磷酸联吡啶钌络合物敏化纳晶多孔ＴｉＯ２薄膜电极光电性能研究＊杨蓉王维波敬炳文肖绪瑞＊＊张曼华沈涛（中国科学院感光化学研究所，北京１００１０１）关键词联吡啶钌，ＴｉＯ２薄膜，染料敏化用有机光敏染料敏化半导体，通过染料分子的吸附功能基团与半导体相互作...     

Ru(bpy)2(NCS)2染料敏化PbS/Zn2+--TiO2复合半导体纳米多孔膜电极的光电化学

采用水热法合成了Zn2+离子掺杂的TiO2纳米粒子(掺杂量0.5%),并用光电化学方法研究了Ru(bpy)2(NCS)2(bpy=2,2'-bipydine-4,4'-dicarboxylicacid)分别敏化Zn2+掺杂的TiO2电极和PbS/Zn2+-TiO2复合半导体纳米多孔膜电极的光电化学行为.实验证明Ru(bpy)2(NCS)2敏化PbS/Zn2+-TiO2复合半导体纳米多孔膜电极比单独敏化Zn2+-TiO2电极的光电效果好,且敏化电极的光电流产生的起始波长都比Zn2+-TiO2电极向长波方向移动;在360600nm范围内,Ru(bpy)2(NCS)2敏化PbS/Zn2+-TiO2复合半导体纳米多孔膜电极比单独敏化Zn2+掺杂TiO2电极的效果更好.     

大小颗粒TiO_2复合制备纳晶薄膜电极及其性能研究

选用大小粒径分别为200nm和21nm的TiO2颗粒,采用刮涂法制备了几种不同条件的TiO2薄膜电极,研究了大小颗粒TiO2的复合方式和质量比对其所组装染料敏化太阳能电池光电性能的影响。应用红外吸收光谱仪和扫描电子显微镜对TiO2薄膜电极进行了表征,在100mW/cm2(AM 1.5G)光照下,测试了电池的光电性能。结果表明:将大颗粒TiO2作为光散射层,且大颗粒TiO2和小颗粒TiO2质量比为1∶3时,所制薄膜不但可以保持纳米粉体高比表面积的优点,同时可以提高对太阳光的散射率,用其组装的电池光电性能最好,转换效率达到2.46%。     

天然染料在染料敏化太阳能电池中的研究进展

染料敏化太阳能电池(DSSCs)为无机固态光伏电池提供了可靠的可代替概念。染料敏化太阳能电池的光电转换效率主要依赖于纳米晶多孔半导体TiO2薄膜电极的染料。由于天然染料的低成本和工艺制备简单的优点,天然染料作为敏化剂已成为DSSC研究热点。作为DSSC的敏化剂的天然染料,如花青素类、胡萝卜素类、叶绿素类、类黄酮,可从不同植物不同部分提取出。主要介绍和讨论天然敏化剂的发展和实用化必须解决的关键问题。     

电泳沉积法制备多层膜染料敏化太阳能电池

将纳米TiO2颗粒以电泳沉积法披覆于导电玻璃上,同时整合光电极、反电极、电解质及染料制备出染料敏化太阳能电池.首先将TiO2纳米颗粒与异丙醇所混合的电泳悬浮液通过电泳技术沉积出适当厚度的多层膜结构;精确控制制程中的电流、电压与沉积时间而获得单层厚度为3.3μm的TiO2薄膜.此多层膜通过低温烧结增加其致密性及染料披覆效果.最后将此多层薄膜作为工作电极,封装成染料敏化太阳能电池,经由I-V曲线检测结果显示,所制染料敏化太阳能电池的光电转换效率为5.29%,且这种染料敏化太阳能电池的制造成本十分低廉.     

柔性TiO2纳米管薄膜电极的制备及其光电性能

采用水热合成法制备出TiO2纳米管,通过XRD、TEM和氮气等温吸附-脱附仪等测试手段对TiO2纳米管进行了表征.用烧结的TiO2纳米管和P25粉末混合制成薄膜电极,并研究了薄膜电极的表面形貌、染料吸附量和光电性能.研究表明,加入TiO2纳米管可以制备出机械稳定的薄膜;掺杂TiO2纳米管的含量越多,薄膜电极的染料吸附量越大;掺杂5%烧结纳米管粉末的薄膜电极的光电性能最好,其短路电流可达3.25mA,光电转换效率达到1.67%.     

不同因素对纳米Ti O2半导体染料电解吸附的影响实验

纳米TiO2半导体染料作为太阳能电池的重要原料,其电解吸附性能直接决定太阳能电池的效能。针对纳米TiO2半导体染料敏化剂在电解吸附中存在诸多影响因素,进而制约了太阳能电池的光电转化率问题,以纳米TiO2半导体染料和N719为原料,采用三电极体系探讨在不同电解温度、电解时间、电解吸附液浓度和薄膜厚度等因素下的吸附量,并通过Langmiur温吸附理论,构建动力学方程,进而得到纳米TiO2表面染料分子电解吸附的内在机理,即可以通过调节以上因素来控制其反应的速率。     

敏化纳米晶TiO2太阳电池的光电转换研究

该文对光电化学太阳能电池的发展历程和工作原理进行了探讨,并指出了该电池存在的一些主要问题,介绍了通过复合掺杂可以提高TiO2光阳极的光电转换效率,指出用导电聚合物代替染料敏化修饰纳米晶网络电极,已成为提高太阳能电池的稳定性和光电转换效率的研究热点。     

染料敏化纳米TiO_2薄膜太阳能电池的研究进展

本文综述了染料敏化纳米TiO2薄膜太阳能电池的研究概况,阐述了TiO2的结构、工作原理和制备方法,从掺杂离子和表面修饰等方面论述了改善TiO2光电性能的基本途径。     

提高TiO_2可见光分解水制氢活性的研究进展

近年来通过能带调控等手段实现TiO2光催化剂的可见光化被广泛研究,并取得了令人注目的进展。综述了提高TiO2可见光产氢活性各种手段,包括金属沉积、金属离子掺杂、染料敏化、阴离子掺杂和半导体复合等的研究进展情况,并对未来的研究方向作了展望。     

太阳能光解水制氢催化剂研究进展

利用太阳能制氢是将太阳能转换成氢能的有效方式。近年来国内外发展了不同类型的太阳能光解水制氢催化剂：金属配合物、金属氧化物、无机层状化合物、Z型光催化制氢反应体系和光生物催化反应体系等,通过金属负载、离子掺杂、复合半导体、燃料光敏化、电子捕获剂、表面螯合及衍生作用、外场耦合等途径可以有效提高光催化剂活性,开发具有特殊结构的新型光催化剂、无贵金属负载催化剂以及循环使用牺牲剂将是未来太阳能光解水制氢的发展方向。     

Photofunctions in Hybrid Systems of Schiff Base Metal Complexes and Metal or Semiconductor (Nano)Materials

Composite materials very often provide new catalytic, optical or other physicochemical properties not observed for each component separately. Photofunctions in hybrid systems are an interesting topic of great importance for industry. This review presents the recent advances, trends and possible applications of photofunctions of hybrid systems composed of Schiff base metal complexes and metal or semiconductor (nano)materials. We focus on photocatalysis, sensitization in solar cells (DSSC—dye sensitized solar cell), ligand-induced chirality and applications in environmental protection for Cr(VI) to Cr(III) reduction, in cosmetology as sunscreens, in real-time visualization of cellular processes, in bio-labeling, and in light activated prodrug applications.     

二氧化钛光催化分解水制氢技术进展

简单介绍了二氧化钛光催化分解水制氢的基本原理。综述了加入牺牲剂、碳酸钠、贵金属负载化、金属离子掺杂、阴离子掺杂、染料光敏化、半导体复合以及离子注入等提高二氧化钛光催化制氢的方法,讨论了这几种改性技术的机理以及对提高二氧化钛在可见光下的制氢效率的作用。重点讨论了阴离子掺杂和离子注入技术的机理和研究进展,指出离子注入是目前扩展二氧化钛光响应的最为有效的技术。最后讨论了光催化分解水制氢的氢氧分离问题,并通过与其他制氢技术的对比分析,指出光催化制氢将是通往氢经济的非常有潜力的制氢技术。     

TiO2光催化剂的改性与修饰

从TiO2光催化剂表面修饰的类型出发,综述了近年来有关表面光敏化、贵金属沉积、金属离子掺杂、半导体复合和表面螯合等对TiO2光催化剂的改性和修饰技术,并对其原理进行了解释。     

TiO_2可见光催化的研究进展

综述了近年来国内外研究TiO2可见光催化反应的进展,如金属或非金属掺杂、染料光敏化、与其它半导体复合、与H2O2复合等,阐述了TiO2可见光催化的反应机制,指出了TiO2可见光催化存在的主要问题、发展前景及今后的研究方向。     

纳米二氧化钛可见光催化活性的最新研究进展

文章综述了近年来研究二氧化钛可见光催化活性的最新进展。其中主要包括氧化物掺杂、金属离子掺杂、非金属掺杂、染料敏化、二氧化钛表面复合与衍生、半导体耦合等,同时探讨了各种不同掺杂改性的机理。最后,对提高二氧化钛的可见光催化活性的研究方向与前景进行了展望。     

Upgrading poly(styrene-co-divinylbenzene) beads: Incorporation of organomodified metal-free semiconductor graphitic carbon nitride through suspension photopolymerization to generate photoactive resins

The inclusion of the metal free semiconductor graphitic carbon nitride (g-CN) into polymer systems brings a variety of new options, for instance as a heterogeneous photoredox polymer initiator. In this context, we present here the decoration of the inner surface of poly(styrene-co-divinylbenzene) beads with organomodified g-CN via one pot suspension photopolymerization. The resulting beads are varied by changing reaction parameters, such as, crosslinking ratio, presence of porogens, and mechanical agitation. The photocatalytic activity of so-formed beads was tested by aqueous rhodamine B dye photodegradation experiments. Additionally, dye adsorption/desorption properties were examined in aqueous as well as in organic solvents. Photoinduced surface modification with vinylsulfonic acid and 4-vinyl pyridine is introduced. Overall, metal-free semiconductor g-CN donates photoactivity to polymer networks that can be employed for dye photodegradation and acid–base catalyst transformation through facile photoinduced surface modifications.     

Faradaic impedance to analyze charge recombination in photoelectrode of dye-sensitized solar cell

Charge transfer on the photoelectrode of dye sensitized solar cell (DSC) is composed of the various processes as follows: photoexcitation of electron in the dye; electron injection from the excited dye into the conduction band of oxide semiconductor; electron diffusion in the oxide semiconductor, reaction between oxidized dye and iodide ions (I⁻); and charge recombination. The charge recombination is one of the main factors that limit the efficiency of photoelectric conversion at photoelectrode. It is well known that 4-tert-butyl pyridine (TBP) is the useful additive in order to suppress the charge recombination. The authors fabricated the DSC with two photoelectrode materials such as titanium dioxide (TiO₂) and zinc oxide (ZnO), and analyzed the charge recombination by using electrochemical impedance spectroscopy. Theoretical equation of Faradaic impedance was derived from the reaction model of photoelectorde, and the charge transfer resistance of the photoelectrode was defined from the Faradaic impedance. In addition, the influence of the charge recombination on the impedance spectrum of the photoelectrode was discussed by the comparison between simulated and experimental results.     

纳米TiO_2光催化剂的改性进展

较低的光量子效率是限制TiO2光催化技术实用化的主要原因,对其改性是提高TiO2光量子效率的重要手段。介绍了采用掺杂过渡金属、表面光敏化、表面螯合及衍生、贵金属沉积、复合半导体和添加电子捕获剂等方法对TiO2光催化剂进行改性,并对这些方面研究所取得的进展进行了简单的评述。