研究目的
研究银离子注入TiO2光阳极对染料敏化太阳能电池(DSSCs)效率和稳定性的影响。
研究成果
研究表明,在TiO2光阳极中进行银离子注入能通过增强光吸收和减少电荷复合显著提升染料敏化太阳能电池(DSSCs)的光伏性能。最佳银注入剂量为5×1015离子/平方厘米,可使功率转换效率(PCE)提高65.3%。该技术还能确保银的耐腐蚀稳定性,是开发高效稳定等离子体DSSCs的有前景方法。
研究不足
该研究的局限性在于银离子注入的特定条件(能量与注量)以及二氧化钛光阳极的厚度。离子注入技术在大规模生产染料敏化太阳能电池中的可扩展性与成本效益问题未予探讨。
1:实验设计与方法选择:
本研究包括TiO2光阳极的制备、不同注量Ag离子的注入以及染料敏化太阳能电池(DSSCs)的组装。实验方法涵盖旋涂法、刮涂法和离子注入技术。
2:样品选择与数据来源:
采用氟掺杂氧化锡(FTO)导电玻璃作为光阳极基底,TiO2浆料和N719染料用于制备光活性层。
3:实验设备与材料清单:
设备包括旋涂仪、刮刀、低能离子束加速器、X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、紫外-可见-近红外分光光度计、光致发光光谱仪、开尔文探针及电化学阻抗谱(EIS)测试系统;材料包括FTO基底、TiO2浆料、N719染料及Ag离子源。
4:实验流程与操作步骤:
依次进行FTO基底上TiO2薄膜沉积、不同注量Ag离子注入、染料吸附及DSSCs器件组装,通过XRD、FESEM、XPS、紫外-可见光谱、光致发光、开尔文探针及EIS进行表征分析。
5:数据分析方法:
基于各类表征技术数据,解析光阳极的结构、形貌、光学及电学特性,以及DSSCs的光电性能。
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X-ray diffractometer (XRD)
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Field emission scanning electron microscope (FESEM)
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Optical absorption characterization
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Photoluminescence spectrometer
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Photoluminescence characterization
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Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) setup
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Fluorine doped tin oxide (FTO) substrate
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Titanium dioxide (TiO2) paste
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X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)
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