叶绿素敏化二氧化钛纳米管电极光电性能及其增强机理

为了研究叶绿素的敏化机理,本文以菠菜叶片叶绿素的乙醇浸提液敏化纳米管TiO_2电极,在Na2SO4水溶液电解液中测定其光电性能。敏化电极的光电流响应曲线显示,叶绿素浸提液敏化纳米管TiO_2电极时会显著改变电极的光电流值,而敏化Ti电极时则产生光电流极小。电极的循环伏安曲线则表明,叶绿素浸提液使电极上的氧化反应更容易发生。测定不同浓度的叶绿素浸提液敏化纳米管TiO_2电极的单色光光电转化效率(IPCE)图谱,结果表明,合适的叶绿素浓度(7.123~71.23μg/L)使电极IPCE平均增加2倍以上,但浓度增大至7123μg/L时,其敏化电极IPCE则明显降低;同时发现叶绿素的敏化作用未明显改变TiO_2电极IPCE图谱的特征谱峰位置。根据实验数据和结果,得出在水溶液中叶绿素改变纳米管TiO_2光电性能的机理,主要是通过叶绿素分子与TiO_2电极中的光生空穴发生反应,进而减少光生电子与空穴的复合,使电极有效光生电子数量增加,光电流密度增大,最终提高TiO_2电极的IPCE。

染料敏化太阳电池中电子传输性能

通过检测染料敏化TiO_2纳米晶太阳电池中TiO_2膜厚度和入射光的强度对电池光电转换性能的影响来研究电池中电子的传输性能。结果表明:TiO_2膜厚度和入射光强度对电池性能有很大的影响。当TiO_2膜厚度增大时,电池的短路电流(I_(sc))加大,而填充因子(ff)下降,开路电压(V_(oc))先上升后下降,电池的单色光光电转化效率(IPCE)增大;当光强度加大时,电池的短路电流和开路电压均增加,但是电池的填充因子降低。并用UV-Vis 等手段表征了染料RuL_2(SCN)_2。