染料敏化太阳电池中TiO2颗粒界面接触对电子输运影响的研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO₂浆料,通过丝网印刷技术印刷和不同温度曲线烧结TiO₂薄膜,并应用于染料敏化太阳电池(DSC).高分辨透射电子显微镜发现,低温下多孔薄膜中TiO₂颗粒之间呈现点接触,510 ℃烧结后TiO₂颗粒间由点接触变为面接触,近邻颗粒数增多,接触面积增大.同时采用强度调制光电流谱(IMPS)和强度调制光电压谱(IMVS)技术,研究了不同颗粒接触方式和接触面积对电子传输与复合的影响.结果表明:在420- 510 ℃之间,随着烧结温度提高,颗粒接触面积增大,电子传输时间(τ _d)缩短,电子有效扩散长度(L _n)增大,暗电流减小;当烧结温度达到550 ℃时,薄膜比表面积减小,多孔结构坍塌,表面态密度增大,电子传输时间(τ _d)增大.电池光伏特性研究表明:在480-510 ℃范围内烧结得到的TiO₂薄膜,电池短路电流密度(J_sc)最佳,电池效率(η)最好. 关键词： 界面接触 电子输运 暗电流 染料敏化太阳电池     

TiCl4水解法制备的阻挡层对染料敏化太阳能电池光电性能的影响

通过不同浓度的TiCl₄溶液水解, 在光阳极导电玻璃(FTO)基底上制备了阻挡层薄膜, 以此来抑制FTO表面的光生电子与I₃^-之间的复合反应, 采用X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射分别测试了阻挡层薄膜的组成, 用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和紫外-可见(UV-Vis)分光光度计测试了阻挡层的形貌和对光的透过率, 在AM1.5和暗环境下分别测试了染料敏化太阳能电池(DSSC)的光电性能. 实验结果表明: 用此方法可以获得由TiO₂粒子组成的阻挡层薄膜; 阻挡层薄膜的形貌随着TiCl₄溶液浓度的增加而改变, 它的厚度随着TiCl₄溶液浓度的增加而增加; 引入阻挡层后, FTO对光的透过率都会下降; 这一薄膜的引入可以提高电池的光电性能, 用0.04 mol·L^-1的TiCl₄溶液制备的阻挡层对暗电流的抑制作用最为明显, 电池在AM1.5的条件下测试, 转换效率最高达7.84%.     

阳离子染料可染聚对苯二甲酸丙二酯共聚酯的合成及结晶性能的研究

通过直接酯化-缩聚工艺,在聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)聚合的酯化过程中加入第三组分间苯二甲酸丙二酯-5-磺酸钠(SIPP),在缩聚过程中加入第四组分聚1,6-己二酸-1,4-丁二醇酯(PBA)或聚乙二醇(PEG)合成了一系列不同的阳离子染料可染PTT,采用氢核磁共振波谱(1H-NMR)、差示扫描量热仪(DSC)和热重分...     

共吸附剂修饰TiO2薄膜电极

共吸附剂修饰纳晶TiO₂薄膜电极是目前染料敏化太阳电池研究的一个热点. 本文通过平带电势和电化学阻抗研究了二(3,3-二甲基丁基)次膦酸和鹅脱氧胆酸两种共吸附剂修饰对TiO₂薄膜电极的平带电势和电极表面钝化能力的影响及其在染料敏化太阳电池中的应用. 结果表明, 二(3,3-二甲基丁基)次膦酸能更有效地钝化TiO₂薄膜表面, 并使TiO₂薄膜平带电势负移. 电化学阻抗谱测试结果表明, 在染料敏化太阳电池中, 相对于鹅脱氧胆酸, 二(3,3-二甲基丁基)次膦酸能更显著地提高器件的电子寿命和开路电压.     

分级多孔结构ZnO微球的制备及其光电性能

采用简单的低温化学溶液沉积方法制备了分级多孔ZnO微球。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N2吸附脱附以及紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等对样品进行了表征。结果显示产物为分级多孔结构的ZnO微球,由直径约10~20 nm ZnO颗粒组装而成,比表面积为40 m2.g-1。把多孔ZnO微球用作染料敏化太阳能电池(DSCs)光阳极,结果表明,该光阳极在增强对入射光的散射作用的同时,为染料分子的吸附提供了较大比表面积,从而提高了DSCs的光伏性能。     

有机染料及其在染料敏化太阳电池中的应用

在染料敏化太阳电池中,染料敏化剂分成无机染料与有机染料两大类。无机染料受稀有金属钌的制约而成本较高,开发有机染料是降低染料敏化太阳电池成本的有效手段,成为目前研究的热点。本文从有机染料敏化剂的分子设计入手,简述了染料敏化太阳电池中有机染料敏化剂的基本结构,将有机染料敏化剂分为吲哚啉类染料、香豆素类染料、三苯胺类染料、菁...     

在线酸坝富集-毛细管区带电泳法测定槐角中的染料木素

建立了分离测定槐角提取液中染料木素的在线酸坝富集-毛细管区带电泳方法,考察了酸的种类、酸的及浓度、进样/进酸时间比例等因素对堆积效率的影响.实验以20mmol/L硼砂(pH 10.5)作为缓冲溶液,200mmol/L柠檬酸溶液(pH 1.7)作为酸坝,进样、进酸时间分别为180s和45s,在分离电压15kV,检测波长2...     

染料掺杂聚合物光纤的荧光及其光谱下转换性质

为了拓展染料掺杂聚合物光纤的应用范围,利用甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体合成了掺有Coumarin540和Rhodamine 6G两种激光染料的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合物玻璃棒,并将其拉制成直径约1 000μm的聚合物光纤。以市售LED灯为光源,在侧向照明和前端照明两种条件下分别研究了染料掺杂的聚合物光纤中染料的荧光、荧光传输损耗以及光纤的光谱下转换等性质。两种染料的Stokes波长红移幅度分别达到70 nm和50 nm。在掺杂浓度分别为0.01 mg/g和0.04 mg/g时,侧向照明条件下测得两种光纤分别对520nm和577 nm的荧光的传输损耗为0.336 cm-1和0.343 cm-1。在前端照明条件下,在光纤输出端获得了较高下转换效率的光谱输出,其转换效率与染料掺杂浓度和光纤长度有关。这种染料掺杂的聚合物光纤有可能与石英玻璃光纤耦合,对其所传输的光进行光谱下转换的光频调控以更好地满足不同的应用需求。     

海绵制成仿真大脑

<正>左图看起来像是儿童彩泥,其实那些黏性的彩色海绵环是活的,甚至有一天还会拥有学习能力,它们设计用于模拟人类6层大脑皮层组织的结构和功能。科学家诱导神经元(右图)在基体支架上生长,他们把蚕丝蛋白制成的多孔基体浸入胶原凝胶,然后用食用染料给各层染上不同颜色,像七巧板一样拼合起来。通过调整基质孔隙的尺寸和方向,研究者尝试模仿真实皮质     

含蒽醌结构聚芳醚砜的合成及表征

以4,4'-二氟二苯砜,4,4'-联苯二酚及1,5-二氯蒽醌为原料,采用亲核缩聚方法将具有良好热稳定性的蒽醌生色团分子以共价键方式引入到聚芳醚砜体系中,制备出了蒽醌含量分别为10%、20%及30%的热分解温度在500℃以上的新型耐高温有机高分子染料.该系列聚合物具有较高的分子量和良好的溶解性.利用红外光谱(FTIR)、核磁共振(1H-NMR)等表征方法确定了聚合物的结构;利用紫外-可见光谱测试(UV-Vis)初步研究了聚合物的光谱学特性;利用差示扫描量热测试(DSC)和热失重分析测试(TGA)研究了聚合物的热性能.