染料敏化太阳能电池中TiO2光阳极形貌研究进展

纳米TiO2具有合适的禁带宽度(3.2 eV)、良好的光电化学稳定性、价格低廉、易牢固吸附染料等优点,目前仍是应用于染料敏化太阳能电池(DSSC)主要的半导体材料。TiO2光阳极是DSSC的重要组成部分之一,其晶体的形貌与DSSC的光电性能密切相关。本文综述了应用于DSSC中不同形貌TiO2光阳极,重点探讨了常规TiO2光阳极形貌,如纳米粒子、纳米棒、纳米线、纳米管;对新型TiO2光阳极及复合光阳极的形貌也作了介绍。讨论了不同形貌TiO2光阳极的制备方法及其结构对DSSC光电性能的影响,提出TiO2光阳极今后的研究方向是将不同形貌光阳极进行复合或混合掺杂来提高电子传输速率、优化TiO2薄膜厚度、控制TiO2薄膜中晶体结构抑制电荷再结合、提高电荷传输效率。     

电压施加方式对阳极氧化TiO2纳米孔薄膜形貌的影响

采用阳极氧化的方法,以金属钛为基体在硫酸水溶液中于室温下制备了二氧化钛纳米孔薄膜。研究了电压施加方式对二氧化钛纳米孔薄膜的微观形貌及结构的影响。结果表明,二氧化钛纳米孔的结构与外加电压施加方式有很大关系,采用"连续加压至120-140V"方法可制备出孔径为141 nm,孔径分布最为均匀的二氧化钛纳米孔薄膜。     

阳极氧化TiO2纳米孔薄膜光电化学性能研究

采用二步电压施加方法在不同电压下制备了一系列的二氧化钛纳米孔薄膜,并用电化学表征手段,通过测试不同电压下制备的二氧化钛纳米孔薄膜的开路电位-时间曲线来研究其光电化学特性。结果表明,采用二步电压施加法在80～140V电压条件下制备的二氧化钛纳米孔薄膜的开路电压在光照前后的变化最大,说明其对光的感应最好,光电性能最好,附载光敏剂改善了二氧化钛纳米孔薄膜的光电化学性能,且随着附载时间的增加,光电性能逐渐提高,附载60min达到饱和,继续增加附载时间光电化学特性不再发生变化。     

染料敏化纳米TiO2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。     

染料敏化太阳能电池SnO2光阳极研究进展

染料敏化太阳能电池（DSSCs）由于其成本低、原材料丰富、光电转化效率高等优点,成为新能源开发利用领域研究的热点。光阳极是DSSC的重要组成部分,对提高DSSC的光电转化效率具有重要意义。基于此,首先介绍了SnO₂ DSSC的工作原理,并分析了效率的影响因素,接着重点讨论了SnO₂光阳极的结构设计,在此基础上阐述了光阳极改进（表面包覆或复合、元素掺杂）的研究现状,最后总结规律并对未来的发展趋势和前景进行展望。     

纳米TiO_2薄膜的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

半导体材料TiO2作为光催化剂得到了广泛的研究和应用。着重介绍了几种纳米TiO2薄膜的制备方法,并简要阐述了纳米TiO2薄膜在染料敏化太阳能电池(DSSC)中的应用。     

TiO2光催化薄膜的制备及其性能

在稀硫酸溶液中的阳极氧化钛箔,采用混合增长模型技术控制氧化膜的生长,制备了TiO2光催化薄膜.TiO2薄膜通过苯酚的光催化降解实验检验,具有较高的催化活性及很好的催化稳定性.实验结果表明阳极氧化法固定TiO2薄膜切实可行,不仅解决了TiO2微粒光催化过程催化剂微粒与水难分离的问题,而且阳极氧化制膜所需时间短(几秒到几分)、工艺简单,十分有利于工业化制备.     

浆料组成对纳米TiO2染料敏化太阳能电池性能的影响

为提高TiO₂光阳极染料吸附量和染料敏化太阳电池(DSSC)的光电转换效率。在制备TiO₂浆料过程中,加入不同量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、乙酰丙酮、聚乙二醇(PEG 20000),经机械搅拌得到TiO₂浆料,采用旋涂法在基底上制备多孔TiO₂薄膜阳极,组装成染料敏化太阳电池。采用紫外-可见分光光度计、太阳光模拟器及2400型数字源表测试其紫外可见光吸收光谱以及光电转换效率。利用正交实验探讨了浆料中聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、乙酰丙酮和聚乙二醇(PEG20000)对浆料吸光度及DSSC光电性能的影响。研究结果表明,DSSC光电转化效率最佳的配方为：CTAC:0.6 g,乙酰丙酮：1.2 mL,PVP:0.6 g,PEG 20000:1 g,效率(η)达到4.20%。染料吸附量最佳的配方为：CTAC:0.4 g,乙酰丙酮：1.2 mL,PVP:0.6 g,PEG 20000:1.5 g,吸光度为0.386。由此制得的TiO_2<...     

电沉积TiO2纳米晶薄膜及其光电性能研究

采用阴极电沉积法在导电玻璃基体上制备了TiO2薄膜.运用扫描电子显微镜、X-射线能量散射分析仪和X-射线衍射仪对TiO2薄膜的形貌和结构进行了分析.以N719染料敏化的TiO2薄膜为阳极,0.5 mol/L KI和0.05 mol/L I2的乙氰和乙烯碳酸酯的混合溶液为电解液,碳电极为阴极,组成太阳能电池,通过电流-电压曲线研究了太阳能电池的性能.结果表明:TiO2薄膜的晶型为锐钛矿,其晶粒d平均为28.8 nm.太阳能电池的U开路为0.513 V,J短路为22.8 A/m2,填充因子为0.392,光电转换效率为0.466%.     

可见光响应超亲水TiO2薄膜研究进展

介绍了TiO2薄膜的超亲水机理,论述了实现TiO2薄膜可见光响应超亲水性的改性技术,主要包括构建粗糙结构薄膜、贵金属沉积、离子掺杂、表面光敏化、半导体复合、TiO2/SiO2复合、多种改性方法联合使用等方法。总结了目前超亲水TiO2薄膜主要存在制备工艺复杂、改性条件苛刻、亲水寿命短等问题,并指出采用溶胶-凝胶法,利用多种改性方法的联合使用是解决这些问题的重要研究方向。     

染料敏化太阳能电池TiO2电极的制备及电解质的影响

采用溶胶-凝胶水热法制备了锐钛矿型纳米晶TiO2薄膜电极,在乙二醇碳酸酯（EC）／1,2-丙二醇碳酸酯（PC）电解液体系中,研究了12和KI含量对电极光电性能的影响,发现随着电解液中12含量的增加,电池的短路光电流呈现先增加后减小的趋势,但光电流增加和减少的幅度并不大,同时体系的暗电流不断增加,光电压不断下降;随着电解液中KI含量的增加,电池的短路光电流也不断增加,当KI的含量大于0．2mol／L时,电池的短路光电流的增加的趋势减缓．并对电解液中I2和KI含量对电池光电性能影响的原因进行了初步的探讨．     

丝网印刷胶体组成中不同造孔剂对TiO2薄膜性能的影响

介绍了染料敏化太阳能电池中丝网印刷制备TiO2多孔薄膜的过程,论述胶体组成中具有造孔作用的PEG,H30,PS等化学物质对纳晶染料敏化太阳能电池中TiO2薄膜性能的影响,并详细阐述了三者造成影响的原因。     

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%。     

TiO_2含量对聚酯切片结晶性能的影响

TiO2粒子作为消光剂存在于聚酯的非晶区中,对聚酯结晶过程有显著影响。在聚酯切片的冷结晶过程中,由于吸附及空间位阻作用,对结晶起阻碍作用;在聚酯熔融结晶过程中,作为晶核,对结晶起促进作用。w(TiO2)DSC参数表明:玻璃化转变温度tg、冷结晶峰温tc、熔融结晶峰温tmc随w(TiO2)降低而下降。     

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%。     

TiO2薄膜的制备方法及其对染料敏化太阳电池性能的影响

采用溶胶-凝胶、浆体涂敷、磁控溅射等方法制备了二氧化钛单层以及多层膜．通过透射电镜、扫描电镜以及X射线衍射实验分析了不同薄膜的结构．通过比较不同薄膜制作的染料敏化太阳电池性能探讨了薄膜结构的影响．实验所获得的电池开路电压可达708mV，短路电流可达13．26mA(电池面积为1．8cm^2)．     

原料配比对介孔TiO_2薄膜避光超亲水性的影响

采用蒸发诱导自组装法制备介孔TiO2薄膜,通过改变原料配比水解比H、抑制比p、TiO2与模板剂比s值控制合成介孔TiO2薄膜,考察原料配比对介孔TiO2薄膜避光超亲水性的影响。结果表明,随H、s值增大,介孔孔径和平均粒径先增大后减小,TiO2以锐钛矿型出现,TiO2薄膜避光超亲水性先增强后减弱;随p值增大,孔径和平均粒径逐渐减小,金红石含量增大,TiO2薄膜避光超亲水性逐渐降低。当H=15,p=2,s=188时,所制备的TiO2薄膜最大孔径为10.2 nm,避光12 h后接触角仍小于5°。在所制备粒径范围内,介孔孔径对薄膜避光超亲水性的影响大于粒径的影响。     

吸电子基团修饰的三联噻吩及其对纳晶TiO2电极的敏化

设计合成了吸电子基团（2-氰基-2-羧基乙烯基）修饰的三联噻吩3T-CCV,研究了它的光物理和光电化学性质．密度泛函计算证明,3T-CCV受光激发可有效地发生分子内电荷分离．研究表明,在模拟太阳光AM1．5（70mw／cm^2）照射下,以3T-CCV作为光敏剂的纳晶TiO2太阳电池的光电转换效率达到3．25％．     

铸型PA 6/TiO2纳米复合材料的非等温结晶行为

采用差示扫描量热法(DSC)研究了铸型聚酰胺(PA)6/TiO2纳米复合材料在不同冷却速率下的非等温结晶行为,并用Jeziomy法、Ozawa法和Mo法对DSC测定结果进行了处理。结果表明：纳米TiO2对铸型PA6起到异相成核的作用,提高了铸型PA6的结晶速率和结晶峰温,缩短了半结晶时间。3种方法对比后发现：Ozawa法不适用于铸型PA6及其纳米复合材料非等温结晶动力学的处理,Jeziomy法基本适合,而Mo法最适合。采用Kissinger法计算出铸型PA6及其TiO2纳米复合材料的结晶活化能,发现纳米粒子提高了铸型PA6的结晶活化能．说明纳米TiO2阻碍了铸型PA6的分子链在结晶时的运动。