旋涂法制备TiO2/MWCNTs光阳极在DSSC中的效率提升研究
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更新于2024-09-04
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"旋涂法制备TiO2/MWCNTs光阳极及其在DSSC中的应用"
本文主要探讨了采用旋涂法制备二氧化钛/多壁碳纳米管(TiO2/MWCNTs)复合纳米光阳极,并研究其在染料敏化太阳电池(DSSCs)中的应用效果。作者汤杰和熊杰通过浙江省国际科技合作项目进行了这项研究,他们首先对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行酸处理,生成带有羧基的MWCNTs(COOH-MWCNTs),然后将处理后的MWCNTs与TiO2结合,构建出不同的复合光阳极。
实验中,研究人员将TiO2/MWCNTs和TiO2/COOH-MWCNTs应用于DSSCs,并考察了不同添加量(0、0.1、0.3、0.5、1.0wt.%)的MWCNTs和COOH-MWCNTs对电池性能的影响。为了全面了解材料的结构和性质,他们利用多种分析手段,包括场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、傅立叶红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman),对样品进行了形貌和组成分析。
实验结果显示,适量的MWCNTs可以提升DSSCs的光电转化效率。具体来说,添加0.3wt.%的MWCNTs,电池效率提高了4.3%。而添加同样量的COOH-MWCNTs,电池效率则提高了10.2%,显示出羧基化的碳纳米管在增强电池性能方面具有更显著的优势。当光阳极中含有0.5wt.%的COOH-MWCNTs时,DSSCs的光电转化效率达到最大值4.26%。
这些发现表明,旋涂法制备的TiO2/MWCNTs复合光阳极能有效提升DSSCs的光电性能,特别是经过酸处理的COOH-MWCNTs,由于其特殊的化学结构,能够进一步改善电池的电荷传输和收集效率。这为优化DSSCs的设计提供了新的思路,有助于未来开发更高效率的染料敏化太阳能电池。关键词包括旋涂法、二氧化钛、多壁碳纳米管、酸处理以及染料敏化太阳电池。
2021-04-27 上传
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