四脚状CdSe敏化TiO2纳米管阵列薄膜光电性能研究

采用阳极氧化法在钛基底上生长了一维高度有序TiO2纳米管阵列,并与CdSe四脚状晶体及CdSe量子点组装成一种新型的量子点敏化太阳能电池( QDSSCs).该阵列结构为光生电子的传递提供了快速通道,CdSe四脚状三维空间结构增加了其吸附在TiO2纳米管阵列的稳定性.采用XRD,SEM和HR-TEM对阵列及CdSe四脚状和量子点进行了表征.考察了CdSe四脚状和量子点敏化纳米管阵列三电极电池结构的光电性能.XRD谱图表明TiO2的锐钛矿晶型特征峰没有发生变化,同时出现了一系列的CdSe六方晶型和立方晶型特征峰.SEM图表明所制备的TiO2具有高度有序的纳米管阵列结构,且孔径大小均一、约为120 nm,长度近13.8 μm.TEM和HRTEM图表明CdSe量子点具有四脚结构,CdSe核的直径约为4.1nm,臂宽约为3.1nm,臂长约为16.0nm.结果表明:通过四脚状CdSe修饰TiO2纳米管阵列基电极在可见光谱区域的吸收得到了明显增强;此外,在模拟太阳光(AM 1.5 100 mW·cm-2)的照射下,四脚状CdSe敏化比CdSe量子点敏化TiO2纳米管阵列三电极结构电池的光电转换效率高,它们分别为0.13％和0.30％.     

TiO_2纳米管阵列电极染料敏化太阳能电池

采用电化学阳极氧化法在纯钛片表面制备了高度有序的TiO2纳米管阵列。利用SEM、XRD分别对TiO2纳米管阵列的形貌、晶型进行了表征,并通过线性扫描伏安法对N719染料敏化纳米管阵列电极的光电性能进行了研究。实验结果表明,纳米管阵列的管径和长度随着阳极氧化电压的升高和氧化时间的延长都分别相应增加。同时还发现,通过450℃热处理的TiO2纳米管阵列,具有较好的锐钛矿晶型结构,其光电转化效率为2.1%。     

高度有序TiO2纳米管阵列的制备及其光催化性能研究

室温下在NH4F、乙二醇的混合溶液中采用阳极氧化法在纯Ti片表面得到一层结构高度有序、分布均匀、垂直取向TiO2纳米管阵列,通过调整阳极氧化工艺条件可实现对其结构参数(如管径、管壁厚度、管长等)的有效控制;对TiO2纳米管阵列进行扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)检测;测试了TiO2纳米管降解甲基橙的光催化性能。结果表明:在优化条件下制备得到了高密度排列的TiO2纳米管阵列;在500 W高压汞灯照射40 min后,初始摩尔浓度为20 mg·L-1的甲基橙在pH=2.0时,降解率达到99.4%,溶液中加入H2O2可以提高TiO2纳米管光降解催化活性。