研究目的
研究碳点作为共敏化剂在染料敏化太阳能电池中的应用及其对2,4,6-三硝基苯酚检测的荧光化学传感性能。
研究成果
该研究成功合成了具有可调发射特性的碳点,并展示了其在光伏和传感器技术中的实际应用。G-碳点作为共敏化剂使用时提高了染料敏化太阳能电池的效率,而B-碳点对TNP检测表现出高灵敏度和选择性。
研究不足
该研究聚焦于碳点在染料敏化太阳能电池中的应用及其作为TNP检测化学传感器的用途,但未探讨其在其他领域的潜在应用及合成工艺的可扩展性。
1:实验设计与方法选择
采用溶剂热法制备碳点(CDs),以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为反应介质,通过改变碳源进行实验。
2:样品选择与数据来源
分别以柠檬酸和没食子酸为碳源合成G-CDs和B-CDs。
3:实验设备与材料清单
碳点的傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)数据分别通过Nicolet Impact-410红外光谱仪和PHI 5000 Versa Probe III(物理电子公司)仪器采集;粒径分布与Zeta电位值使用Microtrac Nanotrac Wave粒度分析仪测定;材料的吸收光谱与荧光发射光谱分别采用岛津UV-2550分光光度计和日立F-2700荧光分光光度计记录;透射电子显微镜(TEM)图像通过JEOL JEM 2100仪器获取。
4:实验步骤与操作流程
制备G-CDs时,将0.6 g柠檬酸溶于20 mL DMF,加入0.17 mL乙二胺后转移至聚四氟乙烯内衬高压反应釜,180°C加热5小时。冷却后经离心和0.22 μm滤膜过滤,蒸发溶剂获得粉末状G-CDs。合成B-CDs时以没食子酸替代柠檬酸,乙二胺用量保持0.17 mL。
5:数据分析方法
在1太阳光照强度(100 mW cm?2)下使用Keithley 2400-LV源表记录染料敏化太阳能电池(DSSCs)的电流密度-电压(J-V)特性曲线,并据此计算填充因子(FF)和光电转换效率(η)。
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获取完整内容-
JEOL JEM 2100 instrument
JEM 2100
JEOL
Recording the transmission electron microscope (TEM) micrographs of the CDs.
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Keithley 2400-LV Source Meter
2400-LV
Keithley
Recording the current density-voltage (J-V) characteristics of the DSSCs under irradiation of 1 Sun illumination (100 mW cm?2).
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Shimadzu UV-2550 spectrophotometer
UV-2550
Shimadzu
Recording the absorption spectra of the materials.
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Hitachi F-2700 fluorescence spectrophotometer
F-2700
Hitachi
Recording the fluorescence emission spectra of the materials.
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Nicolet Impact-410 IR spectrometer
Impact-410
Nicolet
Collecting Fourier transform infra-red (FTIR) spectra of the CDs.
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PHI 5000 Versa Probe III
5000 Versa Probe III
Physical Electronics
Collecting X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) data of the CDs.
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Microtrac Nanotrac Wave particle size analyzer
Nanotrac Wave
Microtrac
Recording the particle size distribution and zeta potential values.
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Bio-Logic SP150 potentiostat
SP150
Bio-Logic
Recording the cyclic voltammogram of CDs and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) data.
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