旋涂法制备TiO2/MWCNTs光阳极在DSSC中的效率提升研究

"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。