文档介绍：分层的锐钛矿型二氧化钛微球组成的纳米棒和纳米粒子的制备,通过使用钛正丁醇和乙酸一个简单的酸热法,它可以克服动力学和光散射限制的纳米粒子和一维的表面面积的限制纳结构,如染料敏化太阳能电池的光电极。所制备的分层微球用透射电镜表征煅烧,扫描电子显微镜和X射线粉末衍射。
太好了的层次结构的二氧化钛微球的光电流密度和功率转换效率的改进相比,纳米粒子的光电极的主要原因是一个相当大的表面面积,更高的光散射能力,和更快的电子传递速率较慢的重组率前者。
由于其独特的光电性能,TiO2已成为研究最多的无机半导体在不同的研究领域,包括光致变色氧化物材料,1气体传感器,2光催化,3,4锂离子batteries5和染料敏化太阳能电池(DSSCs)。最近染料敏化太阳能电池了利用TiO2光电极的重大成就不同形貌纳米微球等,10分,11介孔TiO2纳米棒/线珠,12、13,14、15和16–21奈米碳管。
到目前为止,通过使用钌复杂光收割机最高总功率转换已经达到超过11%的效率,挥发性有机溶剂的电解质和双层二氧化钛光阳极组成的染料的吸附层(20纳米TiO2纳米粒子)和光散射层(400纳米大小的粒子)。22
在染料敏化太阳能电池,光被吸收的染料在纳米晶表面分子,宽带间隙金属氧化物材料(如TiO2)产生游离的兴奋电子被注入到半导体的导带氧化物,然后运到外部负载生成的光电流。
众所周知,小颗粒(10–20 nm)有较大的表面积,吸附的染料分子,但与低效率的光散射能力,从而导致穷人捕光效率。虽然平大颗粒表面具有良好的光散射特性,他们不是适合作为光阳极材料由于较少的染料加载归因于从低得多的表面积。
因此,最近的双官能分层次结构材料(二氧化钛、12、23 氧化锌,24日,25 SnO2 26日27)组成的纳米粒子广泛调查作为DSSCs光阳极和增强展出上级染色吸附
功率转换效率由于办理性能及光散射能力。
当光子捕获的染料分子,激发态电子注入到导带(CB)的二氧化钛,电子的扩散速度和二氧化钛光电极的寿命将光伏性能的重要影响。除了光收集效率(LHE),快速电子扩散率和长电子寿命高性能DSSC的两个关键因素。在传统的DSSC基于二氧化钛纳米颗粒膜,电子的扩散会停留时间限制的电子陷阱,28 - 30日粒子网络和颗粒间的接触面积,从而增加了电子扩散长度。31-33由于集合之间的竞争光注入电子和重组,电荷收集效率高的光电阳极是高度要求提高监测系统的性能
在此,我们报告的合成层次球形锐钛矿二氧化钛纳米棒和纳米颗粒组成的通过使用钛酸四丁酯
和一个单的酸热法醋酸。。新的奈米棒,和基于纳米技术分层次结构二氧化钛球体作为三功能性的因为他们的材料在DSSC应用程序
高染料加载、高效的光散射能力,甚至更高电荷收集效率(更快的电子传递和更长的时间电子寿命)相比,商业所需的纳米颗粒。%的总功率转换效率通过使用分层二氧化钛球光电极和N719染料。
分层二氧化钛的合成领域
一个非常简单的包含钛酸丁酯热过程(TBT)和醋酸(HAc)。在一个典型的合成,1毫升TBT添加到30毫升HAc搅拌。几分钟后,TBT的混合物和工厂被转移到50毫升Teflonlined不锈钢高压釜。随后,高压蒸汽密封,转移到一个电子烤箱和维护为3 - 12