研究目的
研究将百合(Iris Persica)色素作为新型敏化剂,TiO2纳米纤维作为光阳极电极应用于染料敏化太阳能电池(DSSCs),以提高能量转换效率。
研究成果
采用直径为425纳米的二氧化钛纳米纤维制备的染料敏化太阳能电池展现出最高能量转换效率(1.72%),这归因于染料的有效光吸收及纳米纤维对色素的吸附作用。研究表明,由于百合色素在纳米结构和光照条件下具有适宜的吸收特性,因此适合作为天然敏化剂使用。
研究不足
该研究承认需要进一步调查以优化纳米纤维的选择,从而获得最佳的染料敏化太阳能电池性能。由于结合力差和电阻高,天然色素的效率低于合成色素。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用静电纺丝法,以异丙醇钛(TIPP)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶液为原料合成不同直径的锐钛矿型TiO?纳米纤维,通过调节进料速率控制纳米纤维直径。
2:样本选择与数据来源:
从伊朗库尔德斯坦山脉采集百合花用于染料提取,TiO?纳米纤维采用不同流速合成。
3:实验设备与材料清单:
四异丙醇钛、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、镁粉、冰醋酸、乙酸酐、碘、氧化铬、无水乙醇、扫描电镜(Leo 1450VP)、场发射扫描电镜(MIRA3 TE SCAN)、透射电镜(Leo 912 AB)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)。
4:实验流程与操作步骤:
保持其他参数不变,采用不同流速进行溶液静电纺丝。通过SEM、FESEM、XRD和TEM对合成纳米纤维进行表征,制备染料敏化太阳能电池(DSSCs)并评估其性能。
5:数据分析方法:
通过I-V测试、IPCE和紫外-可见光谱分析评估DSSCs的性能。
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获取完整内容-
Titanium (IV) isopropoxide
Ti(OiPr)4
Sigma-Aldrich
Used in the synthesis of TiO2 nanofibers.
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Polyvinylpyrrolidone
PVP K90
Sigma-Aldrich
Used in the synthesis of TiO2 nanofibers.
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SEM
Leo 1450VP
Germany
Used for analyzing the morphology and diameter of the TiO2 nanofibers.
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FESEM
MIRA3 TE SCAN
Czech Republic
Used for analyzing the morphology and diameter of the TiO2 nanofibers.
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TEM
Leo 912 AB
Germany
Used for morphological and structural analyses of the synthesized nanofibers.
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FTIR
Used to find the functional groups of the TiO2 nanostructures.
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