研究目的
研究基于Au/TiO2纳米管阵列的多层级结构开发，以实现高效染料敏化太阳能电池。
研究成果
所开发的多层级TNTA结构（原位沉积金纳米颗粒并填充二氧化钛纳米颗粒）使染料敏化太阳能电池实现了8.93%的高光电转换效率。相比原始二氧化钛纳米管阵列器件，这一显著提升归因于其平衡的高效光吸收与优异的电荷收集能力。该技术对二氧化钛材料的其他应用（如光催化和气体传感器）也具有应用前景。
研究不足
该研究承认在光电极应用中平衡高光捕获效率与高效电荷传输的挑战。裸露的金金属表面可能成为复合中心，从而导致严重的光电流损失。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用真空辅助胶体填充法开发染料敏化太阳能电池（DSSCs）的多层级结构体系，具体方法包括在TiO2纳米管阵列上原位沉积金纳米颗粒，并以TiO2纳米颗粒填充纳米管。
2：样本选择与数据来源：
样本包含通过电化学阳极氧化法制备的TiO2纳米管阵列，经光还原过程修饰金纳米颗粒后填充TiO2纳米颗粒。
3：实验设备与材料清单：
设备包括场发射扫描电子显微镜（日立S-4800）、透射电子显微镜（日本JEM 2011型，200 kV）、紫外-可见分光光度计（日本岛津UV-2550型）以及用于J-V曲线测试的Keithley 2400源表。
4：0）、透射电子显微镜（日本JEM 2011型，200 kV）、紫外-可见分光光度计（日本岛津UV-2550型）以及用于J-V曲线测试的Keithley 2400源表。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：包含TiO2纳米管阵列制备、金纳米颗粒沉积、多层级结构构建、DSSCs器件制作及性能测试表征全过程。
5：数据分析方法：
通过染料吸附量测定、J-V曲线测试、IPCE光谱分析以及IMPS/IMVS测量来研究电子传输与复合行为。
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获取完整内容-
field-emission scanning electron microscope
Hitachi S-4800
Hitachi
Observation of the morphology of the TiO2 films.
-
UV–Vis spectrophotometer
Model UV-2550
Shimadzu
Measurement of the dye-loading amount.
-
source meter
Keithley 2400
Keithley
Recording J–V curves of DSSCs.
-
transmission electron microscope
JEM 2011
Japan
Observation of the morphology of the TiO2 films.
-
solar simulator
Model 69911
Newport-Oriel Instruments
Supplying illumination light for J–V curves measurement.
-
silicon reference cell
NIST
Calibration of the light intensity.
-
power meter
Calibration of the light intensity.
-
IPCE measurement system
Newport 2931-C
Newport
Measurement of IPCE spectra.
-
monochromator
Newport 74125
Newport
Part of the IPCE measurement system.
-
frequency-response analyzer
Solartron 1255B
Solartron
Conducting IMPS and IMVS measurements.
-
green light emitting diode
LED
Light source for IMPS and IMVS measurements.
-
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