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.     

非水溶剂中纳米结构SrTiO3薄膜电极平带电位研究

本文制备了纳米结构SrTiO₃薄膜电极,并通过XRD、TEM和SEM对电极的结构和表面形貌进行表征。利用光谱电化学法,测定了纳米结构SrTiO₃电极在非水溶剂中的平带电位。研究发现:SrTiO₃电极在水中及非水质子溶剂(甲醇、乙醇)中的平带电位比在非水非质子溶剂(乙腈、四氢呋喃)中更正。在水及非水质子溶剂中,Li⁺的添加对 SrTiO₃电极的平带电位影响较小,而在非水非质子溶剂中,Li⁺的加入对 SrTiO₃电极的平带电位有较大影响,随着Li⁺浓度的增加,SrTiO₃电极的平带电位向电位更正的方向移动。     

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%.     

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%.