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相似文献
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1.
In this work, we report on fabrication and characterization of dye-sensitized solar cells based on TiO(2) nanotube/nanoparticle (NT/NP) composite electrodes. TiO(2) nanotubes were prepared by anodization of Ti foil in an organic electrolyte. The nanotubes were chemically separated from the foil, ground and added to a TiO(2) nanoparticle paste, from which composite NT/NP electrodes were fabricated. In the composite TiO(2) films the nanotubes existed in bundles with a length of a few micrometres. By optimizing the amount of NT in the paste, dye-sensitized solar cells with an efficiency of 5.6% were obtained, a 10% improvement in comparison to solar cells with pure NP electrodes. By increasing the fraction of NT in the electrode the current density increased by 20% (from 11.1 to 13.3 mA cm(-2)), but the open circuit voltage decreased from 0.78 to 0.73 V. Electron transport, lifetime and extraction studies were performed to investigate this behavior. A higher fraction of NT in the paste led to more and deeper traps in the resulting composite electrodes. Nevertheless, faster electron transport under short-circuit conditions was found with increased NT content, but the electron lifetime was not improved. The electron diffusion length calculated for short-circuit conditions was increased 3-fold in composite electrodes with an optimized NT fraction. The charge collection efficiency was more than 90% over a wide range of light intensities, leading to improved solar cell performance.  相似文献   

2.
二氧化钛和三氧化二铁复合纳米晶电极的光电化学性质   总被引:26,自引:0,他引:26  
研究了以不同方式相互修饰的Fe2 O3和TiO2 纳米晶电极的光电化学行为 (包括离子的相互掺杂 ) .在不同的入射光波长下 ,瞬态光电流谱显示Ti4 掺杂的Fe2 O3电极呈现n型半导体的特性(阳极光电流 ) ;以不同方式经Fe2 O3包覆的TiO2 电极由于能级的不匹配 ,在整个的波长测量范围内没有光响应 ;而对Fe3 离子掺杂的TiO2 电极和经TiO2 修饰 (包覆或偶联 )的Fe2 O3纳米晶电极则呈现出p n共存特性 ,甚至个别的电极表现出纯粹的p型半导体的特性 .这些现象可以从p型微区的形成得到解释 .  相似文献   

3.
交流阻抗法研究四羧基酞菁锌掺杂的二氧化钛半导体电极   总被引:1,自引:0,他引:1  
用电沉积和丝网印刷法制备了纳米二氧化钛膜电极及四羧基酞菁锌(ZnPcTc)掺杂的多孔纳米二氧化钛半导体电极. 采用交流阻抗法(EIS)对二氧化钛膜的电子传输性能以及界面性质进行了表征, 确定了各阻抗弧对应的电极过程. 采用合理的模型计算了电极的电子传输动力学参数. 结果表明, 掺杂ZnPcTc后, 膜电阻明显降低, 且电极-电解液界面电容有所增大, 有利于TiO2电极在染料敏化太阳能电池器件中的应用.  相似文献   

4.
TiO2与ZnO复合纳米结构电极的光电化学研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
利用尿素加压共沉淀法以Ti(SO4)2与Zn(NO3)2为原料制备了TiO2-ZnO复合纳米粒子, 其纳米结构电极的光电化学研究结果表明, 反应物摩尔比为3∶1, 于530 ℃煅烧制备的复合纳米结构电极的光电转换效率最高. 对吸附染料RuL2(SCN)2∶2TBA的纳米结构TiO2和各种复合纳米粒子的纳米结构电极进行光电研究的结果表明, 染料对各纳米结构电极都起到了敏化作用, 其中也是由反应物摩尔比为3∶1, 于530 ℃煅烧制备的纳米结构电极的光电转换效率最高. 对聚3-甲基噻吩修饰的纳米结构TiO2和摩尔比为3∶1, 于530 ℃煅烧的复合纳米粒子构成的纳米结构电极进行光电性能研究, 结果表明, 聚3-甲基噻吩与半导体纳米粒子之间存在p-n结, 在一定条件下p-n结的存在有利于光生电子/空穴的分离, 从而提高了光电转化效率.  相似文献   

5.
纳米TiO2-Pt修饰电极的制备及电催化活性   总被引:10,自引:0,他引:10  
采用电化学合成前驱体直接水解法和电沉积法制备高活性纳米TiO2-Pt修饰电极,并使用扫描电子显微镜(SEM)对电极的表面形貌和结构进行了表征; 通过循环伏安法研究了纳米TiO2-Pt修饰电极在H2SO4溶液中的电化学行为以及对Mn2+氧化为Mn3+的电催化活性. 结果表明,纳米TiO2的晶粒大小约30 nm,修饰在纳米TiO2膜表面的Pt微粒呈现单分散状态,平均粒径约60 nm,纳米TiO2-Pt修饰电极的电化学性能优于纯Pt电极,对Mn2+的电氧化具有高催化活性,非均相无隔膜电解氧化Mn2+生成Mn3+平均电流效率可达86%.  相似文献   

6.
We investigated electron transport kinetics in terms of electron diffusion coefficient (D) and electron lifetime (tau) in coumarin-dye-sensitized nanocrystalline TiO2 electrodes by intensity-modulated photocurrent spectroscopy (IMPS) and intensity-modulated photovoltage spectroscopy (IMVS). We found that the values of tau for coumarin-dye-sensitized TiO2 electrodes were much shorter than that for an electrode coated with a Ru complex (N719 dye), suggesting that the back-electron-transfer process corresponding to recombination between conduction-band electrons in the TiO2 and I3- ions in the electrolyte occurs more easily in coumarin-dye-sensitized solar cells. In addition, the values of tau depended on the kind of coumarin dye, each of which has a different number of thiophene moieties, suggesting that the molecular structure of the adsorbed dyes also affects the kinetics of electron transport in the TiO2 electrodes.  相似文献   

7.
制备了TiO2纳米颗粒和ZnO纳米棒混合的多孔薄膜电极, 利用瞬态光电压技术研究了染料敏化TiO2/ZnO薄膜中光生载流子的传输特性. 实验结果表明, ZnO纳米棒增加了薄膜中自由电子扩散速率, 减小了复合几率, 改善了能量转换效率.  相似文献   

8.
Composite nanoporous electrode SnO2/TiO2 was fabricated for the dye sensitized solar cell (DSSC) with N3 (Cis-Ru). After introducing of TiO2, the open-circuit photovoltage (Voc) was higher than that of the pure SnO2 electrode, while short-circuit photocurrent (Isc) was varied with the ratio of the TiO2. Appropriate content of the TiO2 can be beneficial to the efficiency of the solar cell, and it gives negative impact on the composite electrode when the content of TiO2 is higher.  相似文献   

9.
采用阳极氧化法和阴极电沉积法制备了Fe2O3,CuO和NiO纳米粒子改性的高度有序的TiO2纳米管(TiO2-NT)阵列.运用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱等手段对Fe2O3/TiO2-NT、CuO/TiO2-NT和NiO/TiO2-NT复合电极进行表征.以苯酚为模拟污染物,考察复合电极的光电性能.结果表明,金属氧化物(Fe2O3,CuO,NiO)纳米粒子成功沉积在TiO2-NTs的管口、内壁和管底.金属氧化物改性复合电极的光电催化活性比未改性的TiO2-NTs提高了2倍以上.Fe2O3/TiO2-NTs在可见光区显示出最高的吸收强度.以Fe2O3/TiO2-NTs为阳极处理苯酚废水,光照120min后苯酚去除率达到96%,而未改性的TiO2-NTs的苯酚去除率只有41%.此外,Fe2O3/TiO2-NTs在生成低毒中间产物方面表现出良好的性能.较高的复合电极光电催化活性主要是由于TiO2纳米管和过渡金属氧化物纳米粒子间构筑的高界面面积异质纳米结构,有效地促进了电子转移,抑制了光生电子-空穴对的复合.  相似文献   

10.
纳米TiO2膜修饰电极上对硝基苯甲酸异相电催化还原   总被引:12,自引:1,他引:12  
有机电合成具有对环境友好、反应条件温和副产物少等优点并符合“原子经济性”要求,是一种可持续发展的绿色化学方法,已成为化学研究的重要前沿之一.使用媒质作为氧化剂和还原剂的间接电合成,大多为均相氧化还原电催化过程,把氧化还原催化剂固定在电极表面的异相电催化与均相催化相比具有更为显著的优点.本文采用循环伏安和电解合成法研究了纳米TiO2膜电极在硫酸介质和氢氧化钠介质中的氧化还原行为以及异相电催化还原对硝基苯甲酸的活性,探讨了纳米TiO2膜异相电催化的本质.  相似文献   

11.
采用浸渍法对TiO2纳米管电极进行Zn2+、Fe3+、Cu2+离子的掺杂改性,并进行了各种性能表征.扫描电镜(SEM)及X射线衍射光谱(XRD)结果表明,金属离子掺杂后的TiO2纳米管电极依然保持了良好的表面形态及锐钛矿晶型,纳米管的直径为60-100 nm,其晶面主要为101面;可见紫外漫反射光谱(DRS)分析表明,进行掺杂的TiO2纳米管电极的光学性质有不同程度的改变,Zn2+、Fe3+和Cu2+掺杂的TiO2纳米管电极的禁带宽度分别为3.37 eV3、.14 eV、2.86 eV.这表明掺Cu2+的TiO2纳米管电极的吸收边带发生了明显的红移.  相似文献   

12.
采用含有不同取代基的卟啉衍生物四羟基苯基卟啉(THPP)和四羧基苯基卟啉(TCPP)分别对纳米TiO2多孔膜电极进行敏化.对两种敏化电极进行了UV-Vis光谱、FTIR光谱和X射线光电子能谱(XPS)测试.结果表明,TiO2与TCPP的作用比与THPP的作用强.在相同浸泡条件下,TiO2电极吸附TCPP的量大于吸附THPP的量.将两种敏化电极分别组装成光电化学电池,从正背两个方向照射光电池,研究它们在不同照射方向下的光电流响应.从光电化学电池的I-V曲线计算TCPP敏化的光电化学池的总光电转换效率(η)为0.13%,而THPP敏化的光电化学电池的η为0.06%.  相似文献   

13.
NanoTiO2-CNT复合膜电极在DMF溶液中对糠醛的异相电催化还原   总被引:4,自引:0,他引:4  
通过在乙醇中电化学溶解Ti金属阳极合成前驱体Ti(OEt)4和溶胶-凝胶法在Ti表面修饰一层纳米TiO2-碳纳米管(nanoTiO2-CNT)复合膜, 采用循环伏安和电解合成法研究了nanoTiO2-CNT复合膜电极在N, N-二甲基甲酰胺(DMF)中的氧化还原行为以及对糠醛(furfural)还原的电催化活性. 结果发现, nanoTiO2-CNT电极在阴极扫描时有两对氧化还原峰, 可逆半波电位E r1/2 分别为-1.27 V和-2.44 V(vs SCE, 扫描速度100 mV•s-1), 分别对应于TiO2/Ti2O3氧化还原电对的可逆电极过程和TiO2/Ti(OH)3电对的准可逆电极过程;在DMF电解液中nanoTiO2-CNT复合膜中的Ti(IV)/Ti(III)氧化还原电对作为媒质间接电还原糠醛为糠醇, 反应机理为电化学偶联随后化学催化反应(EC′)机理.  相似文献   

14.
碘掺杂对纳米TiO2催化剂光催化活性的影响   总被引:11,自引:0,他引:11  
用溶胶-凝胶法制得了碘掺杂纳米TiO2催化剂, 考察了诸因素对相结构的影响, 这对深入揭示I-TiO2光催化降解有机物的本质具有重要意义.  相似文献   

15.
Self-assembled (SA) films (PMP, M = Ce3+ or Ce4+) of 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic acid (PTA) on nanocrystalline TiO2 films with Ce3+ or Ce4+ as a bridge were fabricated and characterized with UV-Vis, IR, and XPS synchrotron radiation photoelectron spectroscopy (SRPES) which gave the HOMO energy levels for the SA films. It was shown that thin-layer sandwich-type solar cells based on these SA films possess good properties for photoelectric conversion. While PTA-loaded TiO2 electrode (P) generated 26.9% of incident monochromatic photon-to-electron conversion efficiency (IPCE), PMP-sensitized Ti02 electrodes yielded 55.8% and 39.1% for Ce4+ and Ce3+ respectively. PMP films can be considered as a kind of complexes whose HOMO energy levels were proved to be higher than that of film P, which is one of the major reasons for the increase in IPCE from film P to film PMP.  相似文献   

16.
高活性Ti基纳米TiO_2膜催化电极的制备   总被引:16,自引:0,他引:16  
采用“牺牲阳极法”恒槽压电解含有 0 .0 0 5mol·L- 1四乙基溴化铵的乙醇溶液 ,加入微量乙酰丙酮作稳定剂 ,电合成TiO2 前驱体钛酸乙酯Ti(EtO) 4 ,经水解、涂膜、煅烧制备Ti基纳米TiO2 膜电极 (Ti/nano_TiO2 ) .TEM、SEM、XRD测试表明 :TiO2 颗粒尺寸在 10~ 35nm ,膜厚达 0 .5μm ,主要为锐钛矿晶型 ,膜为多孔三维网状结构 .循环伏安法研究了纳米TiO2 膜电极对草酸还原为乙醛酸、硝基苯还原为对氨基苯酚反应的电催化活性 ,结果发现纳米膜中的Ti(Ⅳ ) /Ti(Ⅲ )氧化还原电对起一种中介作用 ,可使有机物如草酸和硝基苯间接电还原 ,且电极催化活性高 ,性能稳定  相似文献   

17.
阳极氧化水解法制备TiO2纳米膜   总被引:3,自引:0,他引:3  
TiO2在光电化学电池领域已成为比较重要的半导体材料,自从1972年,Fuishima和Honda首次把TiO2电极用于光电解水以来,人们已经使用多种方法,如化学气相沉积、TiO2粉的烧结、RF射频溅射、等离子体喷涂或用胶体TiO2涂膜等各种方法,来制备单晶(金红石),多晶(金红石、锐钛矿  相似文献   

18.
电沉积二氧化钛纳米微粒膜的光电化学性能和表面形貌研究   总被引:20,自引:1,他引:19  
采用光电流谱、透射光谱和扫描微探针显微镜技术对电沉积法制备的二氧化钛纳米微粒膜的光电化学性能和表面形貌进行了研究.结果表明,不同制备条件下的二氧化钛纳米微粒膜具有与紧密的半导体电极不同的光电化学性质,并探讨了其光电化学性能与表面形貌的关系.  相似文献   

19.
Engineering of TiO(2) electrode layers is critical to guaranteeing the photoconversion efficiency of dye-sensitized solar cells (DSSCs). Recently, a novel approach has been introduced for producing TiO(2) electrodes using the inverted structures of colloidal crystals. This paper describes a facile route to producing ordered macroporous electrodes from colloidal crystal templates for DSSCs. Using concentrated colloids dispersed in a volatile medium, the colloidal crystal templates were obtained within a few minutes, and the thickness of the template was easily controlled by changing the quantity of colloidal solution deposited. Here, the effects of the structural properties of the inverse opal TiO(2) electrodes on the photovoltaic parameters of DSSCs were investigated. The photovoltaic parameters were measured as a function of pore ordering and electrode film thickness. Moreover, DSSC applications that used either liquid or viscous polymer electrolyte solutions were investigated to reveal the effects of pore size on performance of an inverse opal TiO(2) electrode.  相似文献   

20.
间接电氧化法合成甘油醛   总被引:8,自引:0,他引:8  
通过电化学合成前驱体和溶胶-凝胶法在Ti表面修饰一层纳米TiO2膜,在纳米Ti02膜上电沉积分散的Pt微粒制成钛基纳米TiO2-Pt(Ti/nano-TiO2-pt)修饰电极。采用循环伏安法、间接电氧化法研究了纳米Ti02-Pt修饰电极的电催化活性以及Mn^3 /Mn^2 媒质氧化甘油为甘油醛的过程。结果表明,纳米Ti02-Pt修饰电极对Mn^2 的电氧化具有高催化活性,电流效率可达90%以上,非均相电解得到的Mn^3 可一步氧化甘油为甘油醛,收率为91%。  相似文献   

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