卟啉衍生物敏化纳米TiO2多孔膜电极的光电性质研究

采用中位-四[邻-(3-磺酸基丙氨基)苯基]卟啉(TArP1)和中位-四[对-(3-磺酸基丙氨基)苯基]卟啉(TArP2)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-V is光谱测试,结果表明,TiO2与TArP2的作用比与TArP1的作用强。在相同浸泡条件下,TiO2电极吸附TArP2的量大于吸附TArP1的量。将两种敏化电极分别组装成光电化学电池,从光电化学电池的I-V曲线计算TArP2敏化的光电化学电池的总光电转换效率(η)为0.15%,而TArP1敏化的光电化学电池的η为0.09%。     

电泳沉积法制备介孔TiO2/单壁碳纳米管薄膜

采用电泳沉积法, 在FTO/介孔TiO2薄膜上制备了介孔TiO2/单壁碳纳米管(SWCNTs)薄膜电极, 用Raman和SEM等手段对薄膜电极进行了表征. 结果表明, SWCNTs已沉积到介孔TiO2薄膜上. 分别用四羧基苯基卟啉(TCPP)和联吡啶钌化合物N719对其进行敏化, 并组装成太阳能电池. 研究结果表明, 与单纯的TiO2粒子膜相比, 介孔TiO2和SWCNTs的紧密结合可使得光生电子更容易传输, 光电转换效率显著提高.     

汞溴红敏化TiO2纳米多孔膜电极的光电化学性质研究

用汞溴红(Mercurochrome)作敏化剂敏化TiO2纳米多孔膜电极,UV-Vis,光电流作用谱和SPS谱表明,该敏化剂能有效地敏化TiO2电极,并且染料聚集体能扩大染料的敏化区间,增加了太阳光的利用效率,对电极施加不同的偏压,测试电极产生的瞬态光电流,研究了偏压对光生电荷转移及复合速率的影响,从不同方向照射电极,对阳极光电流影响显著,结合电化学、光电化学原理对这些现象进行了讨论.     

卟啉锡敏化TiO_2纳米管的光催化活性和光电性能

制备了反-二羟基-5,10,15,10-四苯基卟啉锡敏化的TiO2纳米管,并以对硝基苯酚为模型污染物,对其在可见光照射下的光催化活性进行了研究。同时,将卟啉锡敏化的TiO2纳米粒子作为参照物,探讨了形貌对催化剂光催化活性的影响。实验结果表明,卟啉锡的引入可以明显地增强TiO2纳米管的可见光催化活性。与TiO2纳米粒子相比,卟啉锡对TiO2纳米管的敏化作用更加显著,表明催化剂的形貌在光催化过程中具有重要作用。此外,我们还考察了卟啉锡敏化的TiO2纳米管的光电化学行为,并与其光催化活性相关联。最后,对卟啉锡的敏化机理进行了初步的探讨。     

两种菁类染料复合敏化TiO_2纳米晶电极的光电化学研究

应用光电化学方法研究了两种菁类染料Cy3和Cy5复合敏化TiO2纳米晶电极的光电化学行为.结合两种染料的紫外-可见光谱和循环伏安曲线,确定了Cy3和Cy5的电子基态和激发态能级位置.结果表明两种染料的激发态能级位置能与TiO2纳米粒子导带边位置相匹配,复合敏化可以显著提高TiO2纳米晶的光电流,使TiO2纳米晶电极吸收波长由紫外光区红移至可见光区和近红外区.复合敏化降低了染料Cy3 在电极吸附时的聚集程度,使其单色光的转换效率(IPCE)提高了169%,复合敏化电极总的光电转换效率η为2.09%,分别是Cy3和Cy5单独敏化时光电转换效率的2.069 和1.229倍.     

两种菁类染料复合敏化TiO2纳米晶电极的光电化学研究

应用光电化学方法研究了两种菁类染料Cy3和Cy5复合敏化TiO2纳米晶电极的光电化学行为. 结合两种染料的紫外-可见光谱和循环伏安曲线, 确定了Cy3和Cy5的电子基态和激发态能级位置. 结果表明两种染料的激发态能级位置能与TiO2纳米粒子导带边位置相匹配, 复合敏化可以显著提高TiO2纳米晶的光电流, 使TiO2纳米晶电极吸收波长由紫外光区红移至可见光区和近红外区. 复合敏化降低了染料Cy3在电极吸附时的聚集程度, 使其单色光的转换效率(IPCE)提高了169%, 复合敏化电极总的光电转换效率η为2.09%, 分别是Cy3和Cy5单独敏化时光电转换效率的2.069和1.229倍.     

中-位四(邻-硝基苯基)四苯并卟啉合锡(Ⅳ)配合物的光敏化作用

本文报道中位 -四 (邻 -硝基苯基 )四苯并卟啉合锡 ( )配合物 (简记为 Sn( ) TP(o- NO2 )TBPCl2 或 Sn( ) TBP)的光谱特征及其光敏化作用。在本工作的光电化学电池中 ,经该化合物修饰的 n- Ti O2 电极和 Pt电极 ,对紫外可见光的敏化作用 ,前者的响应时间为 1 0秒 ,最大光生电压为39m V,后者的响应时间为 48秒 ,最大光生电压为 1 2 m V;对可见光的敏化作用 ,前者的响应时间为 7秒 ,最大光生电压为 2 2 m V,后者的响应时间为 35秒 ,最大光生电压为 7m V。     

染料敏化La~(3+)掺杂的TiO_2纳米多孔膜光电化学

采用水热法合成了La3+离子掺杂的TiO2 纳米粒子 (La3+掺杂量 0 .5mol% ) ,并用光电化学方法研究了Ru(bpy) 2 (NCS) 2 (bpy =2 ,2’_bipyridy1_4 ,4’_dicarboxylicacid)敏化La3+掺杂的TiO2电极 (简写为La3+_TiO2 )的光电化学行为 .实验证明Ru(bpy) 2 (NCS) 2 敏化La3+_TiO2 复合半导体纳米多孔膜电极的光电转换效率和电池能量转换效率随电极的膜厚增加而提高     

纳米晶TiO2电极上半菁衍生物光敏染料

合成了具有不同共轭链长度的吡啶盐类及喹啉盐类半菁染料(E)-N-(4-磺酸丁基)-4-[2-(4-N, N-二甲基氨基苯基)乙烯基]吡啶鎓盐(P1)、(E)-N-(4-磺酸丁基)-4-[2-(4-N, N-二甲基氨基苯基)丁二烯基]吡啶鎓盐(P2)、(E)-N-(4-磺酸丁基)-4-[2-(4-N, N-二甲基氨基苯基)乙烯基]喹啉鎓盐(Q1)以及(E)-N-(4-磺酸丁基)-4-[2-(4-N, N-二甲基氨基苯基)丁二烯基]喹啉鎓盐(Q2).研究了它们的光物理性质，并将它们用作TiO2纳米晶电极的光敏化剂引入光电化学电池.与含有乙烯基共轭桥的染料P1和Q1相比，含有丁二烯基共轭桥的染料P2和Q2在甲醇和氯仿中的最大吸收均发生一定程度的红移，而且吸收光谱变宽.这两类染料都能很好地吸附于TiO2电极上.在比较了四个染料的吸收光谱、摩尔消光系数以及在TiO2电极表面的吸附量后，发现Q1具有最好的光电转化性质.     

纳米结构ZnO/染料/聚吡咯光阳极的光电化学性质

用光电化学方法研究了染料RuL2 (NCS) 2 (L =2 ,2′ bipydine 4,4′ dicarboxylicacid) (简写为Dye)、聚吡咯 (PPy)敏化氧化锌 (ZnO)纳米晶电极以及用RuL2 (NCS) 2 和PPy复合敏化ZnO纳米晶膜电极的光电化学行为 .实验表明 ,ZnO/PPy纳米多孔膜电极为双层n 型半导体结构 .PPy和RuL2(NCS) 2 都可对ZnO纳米晶膜产生敏化作用 ,ZnO/RuL2 (NCS) 2 /PPy复合多孔膜电极产生的光电流远大于ZnO/PPy纳米多孔膜电极和ZnO/Dye多孔膜电极产生的光电流 .讨论了该电极的光生电子的机理 ,初步测定了ZnO/RuL2 (NCS) 2 /PPy电极作为光阳极的光电化学电池的工作特性曲线 ,测得该电池的光电转换效率为 1 .3% ,填充因子为 0 .75 .     

共存牺牲剂对染料敏化TiO_2纳米晶体系电子传输的影响

采用卟啉染料敏化TiO2纳米晶在可见光条件下(λ390 nm)进行水分解制氢.考察了不同牺牲剂———甲醇(MeOH)、三乙醇胺(TEOA)及其混合物对体系析氢效率的影响.通过荧光猝灭及光电化学性能分析发现,激发态染料与TiO2之间的电子转移极大地受到添加的牺牲剂的影响,而体系的pH值对其影响不大.     

Comparison of electrode structures and photovoltaic properties of porphyrin-sensitized solar cells with TiO2 and Nb, Ge, Zr-added TiO2 composite electrodes

Electrode structures and photovoltaic properties of porphyrin-sensitized solar cells with TiO2 and Nb-, Ge-, and Zr-added TiO2 composite electrodes were examined to disclose the effects of partial substitution of Ti atom by the other metals in the composite electrodes. The TiO2 and Nb-, Ge-, and Zr-added TiO2 composite electrodes were prepared by sol-gel process using laurylamine hydrochloride as a template for the formation of micellar precursors yielding well-defined mesoporous nanocrystalline structures, as in the cases of the formation of silica and titania tubules and nanoparticles by the templating mechanism. The TiO2 and Nb-, Ge-, and Zr-added TiO2 composite electrodes were characterized by transmission electron microscopy, BET surface area analysis, X-ray diffraction analysis, Raman spectroscopy, and impedance measurements. The TiO2 anatase nanocrystalline structure is retained after doping a small amount (5 mol %) of Nb, Ge, or Zr into the TiO2 structure, suggesting the homogeneous distribution of the doped metals with replacing Ti atom by the doped metal. The power conversion efficiency of the porphyrin-sensitized solar cells increases in the order Zr-added TiO2 (0.8%) < Nb-added TiO2 (1.2%) < TiO2 (2.0%) < Ge-added TiO2 cells (2.4%) under the same conditions. The improvement of cell performance of the Ge-added TiO2 cell results from the negative shift of the conduction band of the Ge-added TiO2 electrode. The Ge-added TiO2 cell exhibited a maximum power conversion efficiency of 3.5% when the porphyrin was adsorbed onto the surface of the Ge-added TiO2 electrode with a thickness of 4 microm in MeOH for 1 h.     

三甲川菁染料敏化TiO2纳米结构电极的光电化学

研究了三甲川菁染料敏化ＴｉＯ２ 纳米结构电极的光电化学行为．结果表明,使用该染料敏化可显著提高ＴｉＯ２ 纳米结构电极的光电流,使电极的吸收波长红移至可见光区,光电转换效率得到明显改善,ＩＰＣＥ值最高可达１２－１ ％ ．     

硫化物/Ru(II)络合物复合敏化TiO2纳米多孔膜

用光电化学方法研究了ＣｄＳ,ＰｄＳ和Ｒ１１Ｌ２（ＮＣＳ）２,（Ｌ＝２,２′－ｂｉｐｙｄｉｎｅ－４,４′－ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃａｃｉｄ）复合敏化ＴｉＯ２纳米晶电极的光电化学行为,结果表明,采用复合敏化比用Ｒ１１（ＩＩ）络合物单独敏化ＴｉＯ２纳米晶电极效果好,大大提高了光电转换效率,主要原因是采用复合敏化,可防止ＴｉＯ２导带上由光注入产生的电子的反向转移,避免了电子的损失。     

五甲川菁染料的敏化作用及其在Gratzel型太阳能电池中的应用

采用新染料五甲川菁(Penta Methyl Cyanine)敏化TiO2纳米结构电极,UV-Vis吸收光谱和光电化学结果表明,使用该染料敏化使TiO2纳米结构电极吸收波长红移至可见光区和近红外区,可显著地提高TiO2纳米结构电极在可见光区的阳极光电流强度,明显改善光电转换效率.结合吸收光谱、电化学和光电化学结果初步讨论了敏化电极的光生电流的机理.     

不同波长紫外光照下纳米TiO2薄膜的光致亲水性与循环伏安行为

通过溶胶-凝胶方法分别在ITO和玻璃表面制备了纳米TiO_2薄膜，研究了纳米 TiO_2薄膜在254及365nm的紫外光照射下的循环伏安行为和光致超亲水性。在紫外 光的照射下，TiO_2薄膜电极可表现出两个光电化学过程，纳米TiO_2薄膜的光致超 亲水性转变及两个光电化学过程的速率均取决于紫外光的波长，原因在于纳米 TiO_2薄膜对两种波长的光的吸收率和光子的能量不同。提出了光电化学过程的机 理，认为紫外光照射下纳米TiO_2薄膜的超亲水性变化与产生Ti~(3+)的过程引起的 表面微观结构变化存在的一定的内在联系。     

四羟基苯基金属卟啉（MTHPP）／TiO2的合成及其光催化活性的研究

采用Alder法合成四羟基苯基卟啉,并用四种醋酸盐：醋酸锌,醋酸镍,醋酸铜,醋酸钴与原卟啉合成了相应4种金属卟啉（MTHPP）．采用金属卟啉为敏化剂,并与蒸汽热法制备的纯锐钛矿型TiO2作用,得到相应的金属卟啉敏化TiO2复合光催化剂．利用红外、紫外、SEM、和XRD对所得金属卟啉以及金属卟啉-TiO2复合光催化剂进行了表征和分析．结果表明,所合成的金属卟啉均为目标化合物,金属卟啉负载于TiO2表面,未改变TiO2的晶型和形貌．金属卟啉与TiO2之间存在氢键的作用力．可见光降解亚甲基蓝（MB）实验结果表明,用锌卟啉（ZnTHPP）敏化的复合催化剂性能最好,复合催化剂性质稳定,可重复使用多次．     

TiO2/ZnO薄膜电极中光生电子的传输及其在太阳电池中的应用

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.     

N,N′-对羧苄基吲哚三菁敏化纳米TiO2电极的研究

应用光电化学方法研究了N, N′-对羧苄基吲哚三菁（Cy5）染料敏化TiO2纳米晶电极的光电化学行为,优化了敏化的条件.结合Cy5的循环伏安曲线和光吸收阈值,初步确定Cy5电子基态和激发态能级位置.结果表明,Cy5电子激发态能级位置能与TiO2纳米粒子导带边位置相匹配,因而使用该染料敏化可以显著提高TiO2纳米晶的光电流,使TiO2纳米晶电极吸收波长由紫外光区红移至可见光区和近红外区,光电转换效率得到明显改善,在膜厚为6.5μm、敏化时间为6 h的条件下IPCE值（incident photo-to-electricity conversion efficiency）最高可达46.4％,总的光电转换效率η为1.70％.