简易方法提升SnO2-TiO2核壳DSSC阳极效率：5.11% PCE记录

本文介绍了一种创新的制备方法，旨在解决在染料敏化太阳能电池（DSSCs）中高效光电极设计的挑战。目前，高效的DSSCs需要具备快速电子传输、慢速界面电子复合以及大比表面积这三个特性，但往往难以同时满足。研究团队通过开发一种简便的程序，利用多孔SnO2纳米管（SnO2 NT）与TiO2形成的核壳结构（SnO2 NT-TiO2），成功地实现了这一目标。 SnO2纳米管是通过电纺聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和二氯化锡二水合物（SnCl2·2H2O）溶液制备得到的，这种方法既经济又环保，能够直接将纺丝的纳米纤维烧结成管状结构。这种独特的纳米管结构提供了较大的比表面积，有利于染料分子的吸附，从而加速光能的捕获。 核心部分的SnO2 NT作为导体，其高电子传输速率有助于提高电池性能。而外层的TiO2壳层则因其稳定的化学性质和较慢的电子复合速率，减少了能量损失。这种核壳结构的结合使得SnO2 NT-TiO2光电阳极表现出优异的性能，其功率转换效率（PCE）达到约5.11%，远超单一SnO2 NT（约0.99%）和纯TiO2纳米颗粒（P25）DSSC（约4.82%）的表现。尽管吸附在SnO2 NT-TiO2上的染料分子数量仅为P25膜的一半，但该结构的优势仍然明显。 研究者还提出了一个可能的进化机制，解释了这种核壳结构如何优化电子传输和防止电子复合，从而提升电池的总体效能。这一简化过程不仅展示了同时满足三个关键特性的一种新途径，也为提高DSSC的效率提供了一个有前景的策略，对于推动太阳能电池技术的发展具有重要意义。这项研究为未来的纳米材料设计和能源转换提供了宝贵的经验和启示。