制备二氧化钛分枝纳米棒阵列结构以提高聚合物杂化太阳电池的性能

分别采用一步水热法和两步水热法在导电玻璃(FTO)上制备了二氧化钛(TiO₂)纳米棒(NR)阵列和TiO₂分枝纳米棒(B-NR)阵列。 利用低温化学浴沉积法(CBD)在TiO₂纳米棒阵列(NRA)和TiO₂分枝纳米棒阵列(B-NRA)基底上沉积Sb₂S₃纳米粒子(NPs)。 接着分别旋涂聚-3已基噻吩(P3HT)和2,2'7,7'-四-(二甲氧基二苯胺)螺芴(Spiro-OMeTAD)组装成TiO₂(NRA)/Sb₂S₃/P3HT/Spiro-OMeTAD和TiO₂(B-NRA)/Sb₂S₃/P3HT/ Spiro-OMeTAD为光活性层的杂化太阳电池。 结果表明,由TiO₂(NRA)/Sb₂S₃/P3HT/Spiro-OMeTAD复合膜结构组装的杂化太阳电池的光电转换效率(PCE)是2.92%,而由TiO₂(B-NRA)/Sb₂S₃/P3HT/Spiro-OMeTAD复合膜结构组装的杂化太阳电池的PCE提高到了4.67%。     

P3HT与CdTe纳米枝晶p-n异质结敏化ZnO纳米管阵列的光电化学研究

采用电化学方法首先在ITO导电玻璃上制备了一维有序ZnO纳米管阵列,然后在ZnO纳米管阵列上采用电化学方法沉积纳米枝状CdTe,形成了纳米枝状CdTe包覆ZnO纳米管的CdTe@ZnO壳核式复合结构,最后在上述复合结构中旋涂一层P3HT薄膜形成P3HT包覆的P3HT@CdTe@ZnO复合薄膜.以此复合薄膜为光活性层组装成半导体敏化太阳电池,研究了该类电池的光电转换性能,对该电池的工作原理进行初步研究,所得太阳电池能量转换效率最高达到1.38%.     

ZnO纳米管有序阵列与Cu2O纳米晶核壳结构的光电化学性能及全固态纳米结构太阳电池研究简

采用电化学方法在铟锡氧化物(ITO)导电玻璃基底上制备了高度有序的ZnO纳米管阵列,然后在ZnO纳米管阵列上电化学沉积Cu2O纳米晶颗粒,获得了一维有序Cu2O/ZnO核壳式纳米阵列结构,通过控制Cu2O纳米晶的沉积电量得到不同厚度的Cu2O壳层,并对该核壳式纳米阵列的形貌和结构进行了分析. 以Cu2O/ZnO一维核壳式纳米阵列结构为光电极组装全固态纳米结构太阳电池,研究了Cu2O壳层厚度对光电极光吸收性能、光电性能以及组装电池光伏性能的影响,优化了电池中对电极材料的喷金厚度. 结果表明,以Cu2O沉积电量为1.5 C的Cu2O/ZnO为光活性层,以4 mA电流下真空镀金20~25 min的铜基底为对电极组装的简易太阳电池最高可获得0.013%的光电转换效率.     

TiO2纳米管与纳米线的制备及光电化学研究

利用钛箔表面沉积一层TiO2纳米粒子作为晶种,与NaOH反应,通过改变反应温度制备了TiO2纳米管与纳米线.在170℃,48 h的条件下合成了TiO2纳米管.在180℃时得到另一种一维的TiO2纳米线.并用XRD,SEM,SAED,EDS及HRTEM等分析手段对两种产物的成分、形貌、结构进行表征.对TiO2纳米管电极的光电化学性能进行了研究.结果表明,TiO2纳米管与纳米线为锐钛矿型和金红石型的混晶结构.TiO2纳米管单色光的光电转化效率达到10.38%.与钛酸盐纳米管相比,混晶结构TiO2纳米管显示出优良的光电转化性能.     

TiO2与ZnO复合纳米结构电极的光电化学研究

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.     

硫化物/Ru(Ⅱ)结合物复合敏化TiO_2纳米多孔膜

用光电化学方法研究了Cds、Pbs和RuL2（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rul（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．     

聚3-甲基噻吩及聚3-己基噻吩修饰钛酸盐纳米管的光电化学性能研究

采用水热法制备了钛酸盐纳米管, 并将钛酸盐纳米管制备成纳米结构电极进行光电化学研究. 钛酸盐纳米管产生阳极光电流, 具有n-型半导体特性. 结果表明, 聚3-甲基噻吩[poly(3-methylthiophene), PMeT]、聚3-己基噻吩[poly(3-hexylthiophene), P3HT]修饰钛酸盐纳米管后产生的光电流均较纯钛酸盐纳米管的光电流高, 且使产生光电流的波长向长波区移动. 钛酸盐纳米管/PMeT、钛酸盐纳米管/P3HT的光电转换效率分别达11.40%, 0.91%(未校正光子损失). 钛酸盐纳米管/PMeT的光电转换效率较钛酸盐纳米管/P3HT的光电转换效率高10.5%. 钛酸盐纳米管/PMeT、钛酸盐纳米管/P3HT中存在p-n异质结, 在一定条件下p-n异质结的存在有利于光生电子/空穴的分离.     

量子点PbS修饰纳米结构TiO2复合膜的光电化学研究

用光电流作用谱、光电流-电势图等光电化学方法研究了ITO(铟锡氧化物导电玻璃)/TiO₂ /Q-PbS(量子点PbS)膜电极的光电转换性质。结果表明，由于量子尺寸的效应，在膜电极制备中，随着ITO/TiO₂电极在饱和Pb(CH₃COO)₂溶液中浸泡时间的不同，所制备的Q-PbS颗粒大小不同，禁带宽度随着浸泡时间的增大而减小，浸泡时间为40 s、在80 ℃烘干下制备的Q-PbS的禁带宽度为1.68 eV，其价带位置为-5.072 eV。Q-PbS修饰ITO/TiO₂电极可使光电流发生明显的红移，从而提高宽禁带半导体的光电转换效率。     

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。     

导电高聚物修饰纳米尺度TiO~2多孔膜电极的光电化学研究

用光电化学方法研究了用导电高聚物修饰的纳米晶TiO~2多孔膜电极在不含氧化还原对和含不同氧化还原对体系电解质溶液中的光电转换过程。TiO~2/导电高聚物多孔膜电极为双层n型半导体结构,内层TiO~2多孔膜的禁带宽度为3.26eV,外层聚吡咯(PPy)膜的禁带宽度为2.23eV,而聚苯胺(PAn)膜的禁带宽度为2.88eV。用导电高聚物修饰半导体电极能使其在可见光区的光吸收增加,光电流增强,且起始波长红移至>600nm,使宽禁带半导体电极的光电转换效率得到明显改善。