ZnO/TiO2纳米管晶膜电极的制备及光电性能

采用水热法制备了ZnO纳米棒,以ZnO纳米棒为原料制备出ZnO/TiO2纳米管晶膜电极并应用于染料敏化太阳能电池.用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDX)和N2吸脱附分析等研究了样品的结构、表面形貌和化学组成,并通过紫外可见光度计和电化学工作站探讨了煅烧温度在80~600℃范围内ZnO/TiO2纳米管电极的光电化学性能.此外,研究经TiCl4化学处理的ZnO/TiO2纳米管电极光电性能的改善情况.结果表明,600℃煅烧的ZnO/TiO2纳米管电极制备的染料敏化太阳能电池表现出较优的光电性能,其短路电流密度(Jsc)为2.28 mA/cm2,开路电压(Voc)为0.631 V,光电转换效率η为0.66%.600℃煅烧的ZnO/TiO2纳米管经TiCl4处理后的染料敏化太阳能电池的光电性能得到显著改善,其光电转换效率η提高到1.06%.     

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.     

TiO2/CuInS2复合纳米棒阵列的制备及其光电性能

采用两步溶剂热法在氧化氟锡(FTO)导电玻璃基底上制备了CuInS2敏化TiO2纳米棒阵列复合薄膜光阳极.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了复合阵列薄膜的晶体结构和表面形貌,同时采用紫外可见吸收分光光度计(UV-Vis)及光电流电压(I-V)曲线研究了CuInS2敏化TiO2纳米阵列薄膜的光学及光电化学性质.研究结果表明,TiO2纳米棒阵列薄膜被CuInS2敏化后在可见光区的吸收有明显的增强.在模拟太阳光照射下(100 mW/cm2),利用这种复合薄膜作为光阳极组装的量子点敏化太阳能电池的开路电压为0.29 V,短路电流密度为0.15 mA/cm2,具有一定的光电转换能力.     

SrCO_3/TiO_2复合薄膜太阳能电池的性能研究

采用丝网印刷法制备了SrCO3/TiO2复合薄膜电极;组装电池,研究了复合电极的光电性能。结果表明:敏化SrCO3/TiO2复合薄膜电极太阳能电池的短路电流密度、开路电压和填充因子比敏化TiO2电极电池均有增加,总的光电转换效率从3.01%提高到了3.53%,增加了17.3%。另外紫外光谱表明,SrCO3/TiO2复合薄膜电极吸附更多的染料。电化学阻抗谱研究表明,SrCO3/TiO2复合薄膜电极相对于空白TiO2电极有更小的阻抗,有利于电子在薄膜中的传输,提高了太阳能电池的性能。     

水热法制备TiO_2/ZnO纳米花光阳极及其光电性能

采用水热法在TiO_2薄膜上制备ZnO纳米花,通过研究氢氧化钠溶度对ZnO纳米花生长形貌的影响,并调整工艺以优化ZnO纳米花形貌;同时把TiO_2/ZnO复合薄膜光阳极组装成染料敏化太阳能电池,通过测试得出J-V、EIS曲线。结果表明,基于TiO_2/ZnO复合薄膜染料敏化太阳能电池开路电压0.80 V,短路电流4.65mA/cm~2,转化效率2.32%;其性能优于单一的TiO_2染料敏化太阳能电池。     

N719染料敏化BaTiO_3@TiO_2纳米复合电极的制备及性能研究

BaTiO_3是非常常见的铁电材料,经常用于制备铁电光伏器件或与半导体器件相结合来优化光伏器件的光电性能。采用水热法合成了BaTiO_3纳米颗粒,并在FTO玻璃上制备了BaTiO_3纳米晶薄膜,通过TiCl_4水溶液后处理的方法在BaTiO_3纳米薄膜上形成不同厚度的TiO_2层,利用XRD、SEM和TEM分别对BaTiO_3@TiO_2纳米复合薄膜的物相和形貌进行了表征。将此电极经N719染料敏化后作为染料敏化太阳能电池的光阳极,并进行了光电性能测试。研究结果表明,水热法制备的BaTiO_3薄膜晶型为四方相,呈球形多孔,平均粒径约50 nm;经过TiCl_4后处理,在BaTiO_3薄膜表面形成了锐钛矿相的TiO_2颗粒。180℃下水热合成的BaTiO_3纳米颗粒经过4次TiCl_4后处理制备成的染料敏化太阳能电池取得了最优性能,其光电流密度9.78 mA cm~(-2),开路电压765 mV,填充因子76.1%和光电转换效率5.69%。     

柔性SnO_2/ZnO复合光阳极的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

通过简单易行的方法制备了SnO_2/ZnO复合纳米颗粒,利用XRD对SnO_2/ZnO结构进行表征。使用电泳技术制备无裂纹SnO_2/ZnO复合薄膜,考察了ZnCl2添加量对SnO_2/ZnO复合薄膜光阳极性能的影响,通过机械压膜方法对柔性导电衬底(ITO/PEN衬底)上的SnO_2/ZnO复合薄膜进行后处理,扫描电镜结果表明机械压膜处理使SnO_2/ZnO复合薄膜变得更加平滑,SnO_2/ZnO复合纳米颗粒之间的连接性能增强,光电测试结果表明机械压膜处理可以显著提高SnO_2/ZnO复合光阳极的光电性能,电池的开路光电压和短路光电流均得到明显提高,优化后柔性SnO_2/ZnO复合光阳极组装的染料敏化太阳能电池的光电转换效率(η)达到了3.95%,短路光电流密度(JSC)、开路光电压(VOC)和填充因子(FF)分别为16.43mA/cm2、0.493V和0.49。     

染料N719和Q-PbS复合敏化Zn_2TiO_4纳米晶薄膜电极的研究

为了有效的利用太阳能,提高纳米晶薄膜太阳能电池的效率,针对太阳的发射光谱和纳米薄膜的吸收光谱,设计出复合敏化的薄膜太阳能电池。采用溶胶-凝胶法在FTO玻璃上制备了Zn_2TiO_4纳米晶薄膜,用XRD和SEM分别对其物相及形貌进行了表征;以染料N719和Q-PbS为敏化剂,制备了多种Zn_2TiO_4纳米晶薄膜电极,分别测试了他们的UV-Vis吸收光谱;优选出敏化效果好的电极为光阳极组装了太阳能电池,并进行了光电性能测试。研究结果表明,纳米晶薄膜为尖晶石结构的Zn_2TiO_4,呈球形多孔,平均晶粒约80nm;染料N719和Q-PbS敏化的电极,光响应范围均扩展到可见光区,出现了明显的红移,而且复合敏化的电极在可见光区具有较强的吸收;制备了多种染料敏化太阳能电池(DSSC),在模拟太阳光下,Zn_2TiO_4+Q-PbS(2min)+N719薄膜电极组成的DSSC的性能最优,其开路电压0.65V,电流密度3.3mA/cm~2,填充因子77%和转化效率达1.61%。     

SnO_2纳米花结构电极的光电化学性能研究

通过微波水热反应制备得到SnO2纳米花状结构,经过600℃退火处理,SnO2的纳米花出现很多孔洞,这种结构具有极大的比表面积,应用于染料敏化太阳能电池光阳极。进一步经过TiCl4优化处理后,电池的光电转化效率提高到了3.95%。电化学性质研究结果表明,电池性能提高的原因是TiCl4处理延长了电荷的寿命。     

TiO_2/SrTiO_3核壳结构光阳极制备及其光电化学性能

采用水热法在纳米多孔TiO2光阳极表面包覆一薄层SrTiO3,制得TiO2/SrTiO3核壳结构光阳极,并用X射线衍射、扫描电镜、能谱仪、透射电镜及紫外可见吸收光谱对其进行表征。探讨了水热反应时间对TiO2/SrTiO3光阳极组装的染料敏化太阳能电池(DSSCs)的光电化学性能的影响。结果表明:钙钛矿结构的SrTiO3包覆在纳米多孔TiO2光阳极的表面,形成TiO2为核SrTiO3为壳的光阳极;SrTiO3包覆的样品吸收边有红移;与TiO2光阳极相比,水热反应制备的TiO2/SrTiO3核壳结构光阳极组装的DSSC短路电流密度明显增加,5h时光电性能最优,短路电流密度为13.98mA/cm2,开路电压为0.74V,填充因子为0.45,全光转换效率为4.68%,提高了35.65%。