染料敏化稀土离子修饰二氧化钛纳米晶电极的光电化学性质

制备了N3染料敏化的稀土离子表面修饰二氧化钛纳米晶电极. 由于在新电极表面形成了一个势垒, 这个势垒可以有效地抑制电极表面的电荷复合, 因此改善了电极的光电转化性质. 其中N3染料敏化Yb³⁺离子修饰TiO₂电极在73.1 mW/cm²白光照射下的光电转化效率比TiO₂电极增大了15%.     

N3敏化Ho3+离子修饰TiO2纳米晶电极的光电化学性质

研究了Ho3+离子表面修饰对TiO2纳米晶电极光电性能的影响. TiO2表面氧化钬的存在一方面降低了染料和TiO2之间的电子注入速率, 而另一方面它也能够抑制电荷复合. 结果表明, 在TiO2纳米晶薄膜表面修饰一定厚度的Ho3+离子层, 在电极表面就形成了一个势垒, 能够有效抑制电极表面的电荷复合, 从而提高了染料敏化太阳能电池的光电压和光电转化效率. 在93.1 mW·cm-2白光照射下, TiO2/Ho-0.1 和TiO2/Ho-0.2(0.1 和0.2分别是修饰TiO2电极的Ho3+溶液的浓度, 单位是mol·L-1)两个电极的光电转化效率分别达到8.3%和7.6%, 与TiO2电极(7.2%)比较, 分别增大了15%和5%.     

N3敏化Ho~（3＋）离子修饰TiO2纳米晶电极的光电化学性质

研究了Ho3+离子表面修饰对TiO2纳米晶电极光电性能的影响.TiO2表面氧化钬的存在一方而降低了染料和TiO2之间的电子注入速率,而另一方面它也能够抑制电荷复合.结果表明,在TiO2纳米晶薄膜表面修饰一定厚度的HO3+离子层,在电极表面就形成了一个势垒,能够有效抑制电极表面的电荷复合,从而提高了染料敏化太阳能电池的光电压和光电转化效率.在93.1 mW·cm-2白光照射下,TiO2/Ho-0.1和TiO2/Ho-0.2(0.1和0.2分别是修饰TjO2电极的Ho3+液的浓度,单位是mol·L-1)两个电极的光电转化效率分别达到8.3%和7.6%,与TiO2电极(7.2%)比较,分别增大了15%和5%.     

二氧化钛纳米膜电极的形貌和光电化学性质

采用两种不同粒度的国产TiO2纳米材料和进口TiO2P25粉末,以涂覆法分别在导电玻璃基底上制备出TiO2纳米膜电极.通过循环伏安、瞬态光电流时间谱,结合SEM、DRS、XRD等实验手段,分析比较了三种TiO2膜电极的形貌和光电化学性质,探讨了提高和改善电极性能的途径.     

4-叔丁基吡啶对纳米晶TiO2电极的能带结构及光电化学性质的影响

应用光谱电化学方法测定了纳米晶TiO2电极在不同浓度的4-叔丁基吡啶(TBP)电解液中的平带电势(Efb). TBP对纳米晶TiO2电极的能带结构具有显著的影响. 在不含和含有0.2或0.4 mol•L-1TBP的0.2 mol•L-1高氯酸四丁基铵(TBAP)/乙腈溶液中,测得TiO2电极的Efb依次为-2.25,-2.46和-2.60 V. 当加入Li+后,TiO2电极的Efb正移,在不含和含有0.2或0.4 mol•L-1TBP的0.2 mol•L-1 LiClO4/乙腈溶液中,测得TiO2电极的Efb依次为-1.12,-1.22和-1.30 V. 用时间分辨电流方法测定了陷阱态分布. 在不含和含有0.2或0.4 mol•L-1TBP的0.2 mol•L-1 TBAP/乙腈溶液中,TiO2电极的陷阱态密度依次为3.52 × 1016, 3.18 × 1016和3.37 × 1016 cm-2,陷阱态分布的最大值位于-1.99, -1.89和-1.85 V处. Li+的加入进一步减少了陷阱态密度. 在不含和含有0.2或0.4 mol•L-1TBP的0.2 mol•L-1 LiClO4/乙腈溶液中,TiO2电极的陷阱态密度依次为8.39 × 1015, 1.11 × 1016和9.22 × 1015 cm-2,陷阱态分布的最大值位于-0.72, -0.84和-0.95V处. 最后,研究了N3染料敏化的纳米晶TiO2电极在含有不同浓度TBP的电解质溶液中的光电化学性质. 结果显示,随着TBP浓度的增加,Voc增大,使TiO2电极的光电转化效率增加.     

α-Fe2O3纳米晶薄膜厚度对光电流的影响

研究了不同α-Fe2O3纳米晶薄膜厚度及不同光照方向时α-Fe2O3／ITO电极在KCl溶液中的光电化学行为,发现当膜的厚度增加时,光电流响应减弱。当膜的厚度较薄（50μm）时,正、反两面光照对光电流的响应几乎不会产生影响,而当膜较厚（100μm）时,反面光照的光电流响应更强。     

TiO2纳米晶多孔膜的电荷传输特性

用光电流作用谱、瞬态光电流、循环伏安及线性电位扫描法研究了TiO2纳米晶／纳米多孔膜电荷传输特性．结果表明TiO2纳米多孔膜的电荷传输与块体半导体不同．TiO2纳米晶电极的能带不弯曲，电子在导带中可向两个方向流动，电子既可以流向电极内部经由外电路输出．也可以流向电解质溶液被溶液中的受主捕获．在TiO2纳米多孔膜电极中，不仅在负电位区能带边随电位变化，而且在正电位区能带边随电位变化而移动，即带边不钉扎。加入合适的施主可提高光电转换效率．加入受主则在电极溶液界面引起电子的严重损失，降低光电转换效率．     

煅烧温度对纳米TiO2光电响应的影响

自从Graetzel及其合作者在液结太阳能电池研究方面取得重大突破以来,纳米晶多孔膜电极越来越引起人们的兴趣。TiO2纳米结构电极是由纳米粒子烧结在一起的三维海绵状结构,电解液可渗透到电极内部,因而电荷的传输较复杂。如何提高纳米结构电极的光电转换效率是一个值得大力研究的问题。本文探索了煅烧温度对TiO2纳米结构电极电荷传输特性的影响,旨在为提高太阳能转换中光电转换效率而寻找有效途径。     

纳米Fe3O4修饰电极制备及其催化应用

纳米Fe3O4修饰电极制备及其催化应用;纳米Fe3O4;修饰电极;多巴胺;测定;抗坏血酸(AA)     

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.     

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.     

CeO2—TiO2复合纳米晶多孔膜的光电化学行为

用溶胶凝胶法制备了CeO2－TiO2复合纳米晶多孔膜电极，并用XRD及原子力显微镜（AFM）进行表征．通过光电化学研究，发现了CeO2-TiO2复合纳米晶电极光响应的p型和n型转换现象．结果表明，随着CeO2含量的不同及外电场的变化，CeO2－TiO2复合纳米晶电极可以呈现不同的光响应．     

掺钴氧化钛电极的制备、表征及其光电性能

采用溶胶-凝胶法在纯钛片上制备了掺Co氧化钛薄膜光电极,运用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射(XRD)等分析手段对其进行表征,并对其结构和性能的相互关系进行了研究.结果表明,掺5%Co, 500℃热处理的TiO2电极具有最大的可见光响应.过量的Co掺入将析出新相CoTiO3,并促使TiO2由锐钛矿型转变为金红石型,使电极光电效应减低.而高温处理的掺钴TiO2也将析出CoTiO3,对电极光电性能有阻碍作用.     

Photoelectrochemical Character of TiO2 Nanocrystalline Electrodes Sensitized by Aluminum Phthalocyanines Modified with Sulfonate Groups

IntroductionIn recent years, dye-sensitized solar cells(DSSCs) have attracted more and more attention be-cause of their low cost and simple fabrication[1—3].They are made of four parts: a photo-electrode, a dyesensitizer, an electrolyte and a counter-ele…     

TiO2纳米晶电极上半菁衍生物分子设计中空间位阻效应的研究

设计合成了具有不同空间位阻的吡啶盐类和喹啉盐类半菁染料 (E) N ( 4 磺酸根丙基 ) 4 [2 ( 4 N ,N 二乙基氨基苯基 )乙烯基 ]吡啶盐 (EPS) ,(E) N ( 4 磺酸根丁基 ) 4 [2 ( 4 N ,N 二乙基氨基苯基 )乙烯基 ]吡啶盐 (EPS4)和 (E) N ( 4 磺酸根丁基 ) 4 [2 ( 4 N ,N 二乙基氨基苯基 )乙烯基 ]喹啉盐 (EQS4) ,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中 .研究发现 :对于吡啶类半菁染料而言 ,无论是以三个亚甲基或是以四个亚甲基来连接吸附基团RSO-3 和发色团时 ,单个的EPS和EPS4分子的光电响应行为一致 .但是由于以三个亚甲基来连接时 ,与EPS4相比 ,染料EPS的空间位阻相对较小 ,有利于其在多孔膜上的吸附 ,最终结果是染料EPS对TiO2 纳米晶电极的敏化作用好于EPS4.以喹啉环为受电子基团的染料EQS4与同样含有四个亚甲基的以吡啶环为受电子基团的EPS4相比 ,单个EQS4分子的光电响应行为虽然好于EPS4分子 ,但由于EQS4分子间的空间位阻较大 ,影响了它在多孔电极上的吸附 ,致使其敏化的太阳能电池的总光电转换效率有所下降     

聚苯胺/二氧化钛复合薄膜的制备及其气敏性能

室温条件下, 运用静电力自组装和原位化学氧化聚合相结合的方法制备了聚苯胺/纳米二氧化钛(PANI/TiO2)复合薄膜和聚苯胺(PANI)薄膜, 并通过XPS和SEM对薄膜进行了分析表征. 采用平面叉指电极式器件制备了PANI/TiO2复合薄膜和PANI薄膜气体传感器, 研究了其在常温下对有毒气体NH3和CO 的敏感性能. 结果表明, PANI/TiO2复合薄膜较PANI薄膜具有更优的灵敏度和响应恢复特性.     

磁性Fe3O4纳米晶的电化学制备及在线混凝过程研究

以铁片和碳纤维为电极,采用电化学法实现了磁性Fe3O4纳米晶混凝剂的快速制备、在线混凝和磁性过滤的预处理过程.采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等对磁性Fe3O4纳米晶进行了表征.结果表明,所制备的磁性Fe3O4纳米晶具有均匀的晶体尺寸,粒子尺寸分布在30~100 nm之间.利用Fe3O4纳米晶对高浊度高岭土悬浊液进行了混凝研究,并在外加磁场的作用下实现了絮凝体和水体的快速分离.结果证实电化学法磁混凝技术能够快速高效去除污水浊度,省去了机械过滤过程.理论研究结果表明,磁性Fe3O4纳米晶去除浊度的过程是电荷中和与沉淀卷扫共同作用的结果,而电荷中和过程发生是由于电化学制备Fe3O4纳米晶时表面电荷种类的均一性.