电化学阻抗谱研究聚合物凝胶电解质对染料敏化太阳能电池性能的影响

用甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)与N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)共聚物P(HEMA-NVP)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物P(MMA-NVP)为原料制备了聚合物凝胶电解质,用电化学阻抗谱(EIS)研究了聚合物凝胶电解质中聚合物基质的结构与组成对准固态染料敏化太阳能电池(DSSCs)光伏性能的影响.不同交联剂用量、不同HEMA用量的P(HEMA-NVP)共聚物及不同MMA用量的P(MMA-NVP)吸收液态电解质后分别形成HGelI、HGelII、MGel凝胶电解质.结果发现,随共聚物P(HEMA-NVP)中交联剂由0.1%(w,下同)增大到0.6%时,形成的HGelI组装的DSSCs的光电转化效率(η)先增大后降低,交联剂用量为0.4%时,DSSCs的η为最大,为5.54%(光强100mW.cm-2).同时,比较HGelII系列和MGel系列DSSCs的光电性能参数发现,含有羟基的HGel系列的η要高于MGel系列,而后者的开路电压(Voc)值高于前者.在HGelII系列中,HEMA含量为60%(w)时,DSSCs的η最高.电化学阻抗谱分析表明共聚物中交联结构的不同影响了电池内部的界面阻抗及离子的传输,引入羟基有利于降低界面阻抗.通过调整共聚物中交联剂用量和羟基含量可改善DSSCs的光伏性能.

CdSe敏化TiO_2纳米晶多孔膜电极的制备及其光电性能研究

研究了CdSe敏化TiO2纳米晶多孔薄膜电极的制备及其表征,采用涂敷法将溶胶-凝胶法制备的TiO2胶体制备成纳米晶多孔薄膜,采用化学沉积法制备的CdSe对其进行了敏化处理。敏化后增加了对可见光的吸收作用和光生载流子的输运速度,减少了CdSe上光生载流子的复合,改善了电极内光生电荷的传递特性,获得了较大的稳态光电流。这种薄膜电极改进后可用于制作敏化太阳能电池的光阳极。

CdSe纳晶薄膜电极的制备及其光电性能研究

利用化学溶液沉积法制备了CdSe纳晶薄膜,并用透射电子显微镜和扫描电子显微镜的EDS对其形貌和化学组成进行了表征。对CdSe纳晶薄膜电极的吸收光谱和光电性能进行了测试,结果表明,CdSe纳晶薄膜可以获得较好的光电流,这种薄膜电极改进后,可用于制作敏化太阳能电池的光阳极。

纳晶TiO2多孔薄膜电极的制备及其性能研究

用溶胶-凝胶法制备的TiO2胶体与乙基纤维素粘稠剂制备胶体溶液,通过丝网印刷技术制备纳晶TiO2多孔薄膜电极,对乙基纤维素的含量、TiO2的固含量和水热时间等制备工艺参数进行了研究。利用优化工艺条件后的纳晶TiO2多孔薄膜电极组装成染料敏化太阳能电池-TiO2/0.5molL LiI+0.05mol/L I2+0.5mol/L 4-叔丁基吡啶的三甲氧基丙腈溶液/Pt,在100mW/cm2光照条件下,光电转换效率可达到6.25%。

TiO_2纳晶电极的光电性能研究

在TiO2胶体中加入3种表面活性剂松油醇、聚丙烯酸甲酯、TX-100和乙基纤维素增稠剂组成浆液,利用丝网印刷技术制备了染料敏化纳晶多孔TiO2薄膜电极。在松油醇、聚丙烯酸甲酯、TX-100和乙基纤维素与TiO2在合适的质量比率下制备的纳晶TiO2电极的光电转换效率可达6.9%;经过TiC14修饰后的纳晶TiO2薄膜电极的光电转化率由6.90%提高到了7.59%,纳晶TiO2薄膜电极具有了优越的光电性能。

适用于准固态染料敏化太阳能电池的聚合物凝胶电解质P(HEMA-NVP)的研究

以甲基丙烯酸羟基乙酯和N-乙烯基吡咯烷酮为单体,采用溶液共聚法制备了一系列的P(HEMA-NVP)共聚物。利用此共聚物固化液态电解质得到准固态电解质。考察了NVP用量、引发剂用量(AIBN)以及交联剂用量对准固态电解质电导率的影响。经过优化后,这种共聚物形成的准固态电解质最高室温电导率为6.15mS/cm,利用此电解质组装的染料敏化太阳能电池在100mW/cm2(AM1.5)的模拟光照下,其短路电流、开路电压、填充因子和光电转化效率分别为14.83mA/cm2、615mV、0.5721、5.22%。

阳离子表面活性剂对有机颜料艳红6B光催化降解的影响

研究了阳离子表面活性剂四丁基溴化铵(TBAB)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对TiO2光催化降解艳红6B(R6B)的影响,讨论了表面活性剂与R6B的相互作用,给出了二者与TiO2之间的吸附模型.结果表明,相同条件下,阳离子表面活性剂的加入可增加R6B的降解褪色速率,但表面活性剂自身并不降解.在强酸(pH=3.00)和强碱(pH=12.60)条件下,R6B的降解褪色速率较快.pH值相同时,体系中TBAB的浓度变化对R6B降解褪色速率的影响不大,而CTAB浓度的变化对R6B降解褪色速率的影响较为明显,CTAB浓度为0.4g/L时R6B的降解褪色速率最快.

染料敏化太阳能电池中大孔TiO_2薄膜电极的制备及应用

采用溶胶-凝胶水热法制备了TiO2纳晶薄膜电极,晶型为锐钛矿型。为了提高电极的光电性能,利用聚苯乙烯小球做造孔剂,制备了含有大孔隙的TiO2纳晶薄膜电极,孔径约为200nm,该电极具有较好的光漫反射性能,更重要的是球形大孔的存在,提高了凝胶电解质在TiO2薄膜电极中的渗透和I3-离子的扩散性能,与不含大孔的TiO2电极相比,电池的短路光电流提高约2mA·cm-2,光电转换效率提高0.6%。

添加剂对有机颜料光催化降解的影响

研究了 (NH4) 2 S2 O8,H2 O2 和表面活性剂十二烷基苯磺酸钠 (DBS)对TiO2 光催化降解颜料艳红 6B的影响 .结果表明 ,(NH4) 2 S2 O8的加入可提高颜料艳红 6B的降解速率 ,以酸性及近中性条件较为适宜 ;H2 O2 的加入也可提高颜料艳红 6B的降解速率 ,并可提高TiO2 的重复使用次数 ;DBS的加入可降低颜料艳红 6B的降解速率 ,但颜料艳红 6B在酸性和碱性条件下降解较中性条件下快 .DBS在中性条件下降解较快 .颜料艳红 6B与DBS二者之间存在密切的共降解关系 .随着DBS浓度的增加 ,颜料艳红

染料敏化太阳能电池TiO_2电极的制备及电解质的影响

采用溶胶-凝胶水热法制备了锐钛矿型纳米晶TiO2薄膜电极,在乙二醇碳酸酯(EC)/1,2-丙二醇碳酸酯(PC)电解液体系中,研究了I2和KI含量对电极光电性能的影响,发现随着电解液中I2含量的增加,电池的短路光电流呈现先增加后减小的趋势,但光电流增加和减少的幅度并不大,同时体系的暗电流不断增加,光电压不断下降;随着电解液中KI含量的增加,电池的短路光电流也不断增加,当KI的含量大于0.2 mol/L时,电池的短路光电流的增加的趋势减缓.并对电解液中I2和KI含量对电池光电性能影响的原因进行了初步的探讨.

利用有机介质丝网印刷技术制备TiO_2纳晶电极

在水热法制备TiO2胶体的基础上,加入松油醇、聚丙烯酸酯、TX-100、乙基纤维素组成浆液,利用丝网印刷技术制备了染料敏化纳晶多孔TiO2薄膜电极。在光强为100mW/cm2的条件下,TiO2电极显示了良好的光电化学性能,由介孔TiO2电极组装的染料敏化太阳能电池的光电转换效率可达6.9%。

聚硅氧烷为基体的聚合物电解质准固态染料敏化太阳电池

设计并合成了一系列以柔性聚硅氧烷为基体的新型凝胶网络型聚合物电解质以及含有聚合物季胺碘盐的PEO型聚合物电解质和PAN凝胶型聚合物电解质,并对这些电解质体系的特性及组装的染料敏化太阳电池的研究与进展进行了综述。

染料敏化太阳电池用聚合物电解质

综述了本研究小组近年来用于染料敏化太阳电池中聚合物电解质的研究概况.设计合成了几类性能优良的聚合物电解质,较好地改进了液体电解质染料敏化太阳电池(DSSC)的使用稳定性,研究结果具有实际应用的价值,并提出了此领域研究今后的发展方向.

TiO_2/CdSe纳晶复合薄膜电极的制备及表征

研究了CdSe敏化TiO2纳晶多孔薄膜电极的制备及其表征,采用化学沉积法在TiO2纳晶薄膜电极表面制备了窄带隙纳米微粒CdSe,对丝网印刷制备的TiO2纳晶薄膜电极进行敏化处理,制备了TiO2/CdSe纳晶复合薄膜电极;同时利用XRD、SEM、TEM、XPS对TiO2/CdSe复合薄膜电极的晶型、粒径、元素组成和表面结合态进行了表征分析。

丝网印刷胶体组成中不同造孔剂对TiO_2薄膜性能的影响

介绍了染料敏化太阳能电池中丝网印刷制备TiO2多孔薄膜的过程,论述胶体组成中具有造孔作用的PEG,H30,PS等化学物质对纳晶染料敏化太阳能电池中TiO2薄膜性能的影响,并详细阐述了三者造成影响的原因。

负偏压作用下TiO_2膜电极光催化降解染料MG的机理研究

为了揭示TiO2光催化降解染料的反应机理,研究了可见光照射下染料孔雀绿的光电催化降解过程,同时采用扫描电子显微镜与X射线衍射对自制的TiO2膜电极进行了表征.通过紫外-可见吸收光谱、总有机碳与电子自旋共振(ESR)技术等,检测了不同条件下染料降解的动力学及矿化,外加偏压对光电流的影响,偏压诱导染料的吸附,电子在TiO2电极中的积累,各种添加剂如苯醌等对降解动力学的影响及活性氧自由基的形成.结果表明,通过调节外加偏压与染料的荷电性质可以控制染料与TiO2电极表面的作用.阳离子型染料MG在可见光及负偏压作用下发生有效矿化,而正偏压作用时主要以脱甲基为主.在负偏压-0.4V(vsSCE)的作用下,TiO2电极与电解液界面同时形成了超氧自由基与染料正离子自由基,而且这两种自由基的存在对可见光诱导光催化中染料的矿化起着至关重要的作用.

TiO_2膜电极光电催化降解苯甲酸的机理研究

利用自制纳米TiO2薄膜作电极,对苯甲酸光电催化降解过程进行了系统研究.同时利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射图谱(XRD)和光电流-电压响应谱分析光催化剂的微观性质和光电性能.选取较高的pH10.5,以利于苯甲酸降解中间产物的检测(GC/MS).通过对比光电催化与单一的TiO2光催化体系中苯甲酸的降解动力学、总有机碳(TOC)的去除率、降解产物的生成(GC/MS)及活性自由基物种的产生(ESR),提出光电催化降解苯甲酸的具体反应路径和氧化机理.羟基化的苯甲酸在羟基自由基与活性氧自由基的共同作用下,经由含六个碳原子的二酸(顺式己二烯二酸),被进一步氧化成小分子酸和CO2.

原位生长法制备PET/TiO_2纳米杂化纤维及其光催化活性研究

通过水热合成法与电纺丝技术结合制备聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/二氧化钛(TiO2)纳米杂化纤维,经过温和条件下水热处理,在纳米杂化纤维中原位生长纳米TiO2粒子.TiO2表面的羟基和PET分子链上的酯羰基通过氢键相互作用,起到固定纳米TiO2粒子的作用,避免了光催化过程中TiO2粒子的脱落,纳米纤维的多孔结构和高的表面积能够有效吸附有机物质,使得PET/TiO2纳米杂化纤维具有良好的光催化活性.同时,在循环使用中保持很高的光催化活性,对于实际应用具有重要的意义.

TiO_(2)纳米管薄膜的制备及其光散射性能

采用超声水热联合的方法,用商品P25为原料制备出直径10nm,长600nm的TiO2纳米管,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子衍射(SAED)和透射电子显微镜(TEM)对产物进行表征.用TiO2纳米管制作薄膜电极并研究其光散射性能,结果表明TiO2纳米管可以作为染料敏化太阳能电池中薄膜工作电极内的光散射中心,增大光能的吸收.掺有10%小颗粒的纳米管薄膜电极具有强的光散射性能和良好的机械性能,可用做高效率染料敏化太阳能电池的工作电极.

热液法低温制备纳晶TiO_(2)多孔薄膜电极

用钛酸四丁酯前驱体与纳晶TiO_2颗粒组成的浆液通过简单便捷的热液法在低温下成功制备了纳晶TiO_2多孔薄膜电极.钛酸四丁酯水解生成的锐钛矿型TiO_2将纳晶TiO_2颗粒之间以及颗粒与导电基底之间牢固连接起来,形成高度多孔、机械性能稳定的纳晶多孔薄膜.用导电玻璃及柔性导电基底上制备的这种纳晶多孔薄膜电极组成染料敏化太阳能电池,在100mW/cm2光照条件下,光电转换效率分别达到4.8%和1.9%.