敏化太阳能电池.ppt

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1、Sahu,Gordon,Tarr*.RSCAdvances,2012,2,573–582Au纳米线@TiO2纳米管核壳结构的制备及其在染料敏化太阳能电池上的应用Synthesisandapplicationofcore-shellAu–TiO2nanowirephotoanodematerialsfordyesensitizedsolarcells文献CHI660D2.1工作方式2.2恒电位沉积实验Synthesisandapplicationofcore-shellAu–TiO2nanowirepho

2、toanodematerialsfordyesensitizedsolarcells文献部分目录介绍实验部分结果与讨论结论收获1、介绍1.1提高染料敏化太阳能电池的效率有两大方向：一是提高光电子的传输速率；二是增强光吸收能力。所以，用于染料敏化太阳能电池TiO2光阳极：（1）早期的介孔TiO2纳米粒子：优点：比表面积↑→染料吸附量↑缺点：电子扩散系数小（2）一维纳米结构TiO2纳米管：优点：定向电子传导能力→电子复合率↓→电子扩散系数↑缺点：虽然比表面积大，但较TiO2纳米纳米粒子的小了很多。（3）复合

3、结构如核壳结构ZnO-TiO2、Au-TiO2等。本文Au纳米线-TiO2纳米管核壳结构有两大优点：其一，作为壳层的TiO2纳米管电子移动速度快。其二，作为内核的Au导电性优良，化学和热稳定性好。同时，它增强了体系的光散射效应，进而使光吸收增强。纳米线与纳米管二者具有协同增强效应。1、介绍1.2本文内容1.2.1产物本文制备了一种用于染料敏化太阳能电池的光阳极材料：直径为200nmAu纳米线为核，外径300nm、长2-3μm的多晶锐钛矿相TiO2纳米管阵列为壳层的新颖复合结构。1.2.2方法采用基于AA

4、O的溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米管阵列，该过程有一下优点：a可以控制模板的膜厚和孔径实现对纳米管长度、管外径的控制；b可以控制时间实现对纳米管壁厚的控制。具体方法为之前有讲过[1]。采用恒电流沉积法，在TiO2纳米管内部沉积了Au纳米线。[1]Kang,Durstock*,etal.NanoLetters,2009,9,601-606ProcessforpreparingtemplatedAu–TiO2core-shellnanowires2、实验部分2、实验部分2.1溶胶-凝胶制备二氧化钛纳米管AA

5、O（200nm、60μm）透明胶封其一端TiO2纳米管阵列去除模板上多余溶胶放于密封烧杯浸泡15-35minwt=3:1的Ti(OC3H7)4(四异丙基钛)和乙醇85℃、15min12h空气中500℃、30min2、实验部分2.2恒电流下金纳米线沉积Ag作工作电极Ag/AgCl作参比电极Pt丝作辅助电极DI清洗3MNaOH,30min-0.9mA、80minAAO包含纳米管一面溅射一层AgAg沾上双面胶，双面胶只揭开一面DI清洗丙酮清洗双面胶2、实验部分2.3组装敏化太阳能电池Au纳米线-TiO2纳米管

6、复合结构的光阳极，实验采用了两种方法将其移至FTO基材上，用于组装电池。第一种方法见图a，FTO溅射2μmTiO23MNaOH、45min溅射Ag侧沾胶倒放在FTO上剥胶同时也带下Ag层2、实验部分2.3组装敏化太阳能电池Au纳米线-TiO2纳米管复合结构的光阳极，第一种方法中有2μmTiO2层，而第二种方法没有该层。具体步骤如图b，3结果与讨论3.1制样测试FESEMCarlZeiss1530VPXRDPhilipsX-pertPW3040MPDX-ray(40kV、40mA)AAO模板在3MNaOH

7、浸泡45min，干燥12h，用于FESEM和XRD。FESEM需要将纳米管阵列用环氧树脂胶黏在玻璃片上。TEMJEOL2010AAO模板在3MNaOH浸泡30min，然后将此溶液移入小玻璃瓶，加入少量甲苯超声5min。EDS3结果与讨论3.2TiO2纳米管的XRDFigureS5.XRDpatternofTiO2nanotubearrayonaglasssubstrateafterremovaloftheAAOmembrane.Positionsofanatasepeaksarenoted.从XRD分析

8、得出，27.45˚的金红石衍射峰不存在，说明阵列是由多晶锐钛矿相构成。择优取向为(101)。3结果与讨论3.3TiO2纳米管的TEM及EDS从TEM分析得出，图a二氧化钛纳米管外径在~200nm,图b二氧化钛纳米管壁厚为~5-15nm。3结果与讨论3.4TiO2纳米管的FESEM及EDS从上图可以得知单位μm2上有8个纳米管，长度为2~3μm，外径300nm。图b看出纳米管发生了聚集，但是图a和图b都可以明显看出纳米管阵列是开孔，可以进行后