研究目的
研究室温下介孔TiO2亚微球的合成以增强染料敏化太阳能电池的光捕获能力。
研究成果
该研究成功展示了一种新型室温合成介孔二氧化钛亚微球的方法，其尺寸可控。这些亚微球在染料敏化太阳能电池中表现出强烈的光散射效应，弥补了其比表面积减小的不足，并实现了接近基于单分散纳米颗粒器件的效率。
研究不足
该研究聚焦于材料的合成及其在染料敏化太阳能电池中的初步应用，但所合成材料在太阳能电池应用中存在规?；统て谖榷ㄐ苑矫娴那痹诰窒?。
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介孔二氧化钛亚微球的快速室温合成及其在染料敏化太阳能电池中的增强光捕获性能
DOI：10.3390/nano10030413
期刊：Nanomaterials
出版年份：2020
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
亚微米级介孔二氧化钛球体有望克服染料敏化太阳能电池（DSSCs）中二氧化钛纳米粒子的光散射限制。现有介孔二氧化钛亚微球的制备方法需经历多阶段高温长时工艺。本研究采用快速一步室温CTAB基溶剂热合成法，成功制备出由约5纳米锐钛矿纳米晶组成的介孔二氧化钛亚微球。X射线衍射（XRD）表明产物为纯锐钛矿相。透射电镜（TEM）显示：通过降低表面活性剂/前驱体浓度比，可将形貌从单分散纳米粒子调控为具有可控尺寸（50-200纳米）且单分散性良好的亚微米级介孔珠体。其生长机制可解释为非胶束CTAB软模板环境中均相成核/生长过程与表面能诱导聚集作用的竞争关系。进一步采用合成样品制备染料敏化太阳能电池并测试其电流-电压特性。值得注意的是，比表面积较小的200纳米二氧化钛亚微球制备的DSSC（效率5.65%）与单分散20纳米纳米粒子电池（5.79%）效率相当。结果表明：团聚亚微米球产生的光散射效应可补偿单分散纳米粒子提供的更大比表面积。
作者：
Mohammad Alduraibi，Mahmoud Hezam，Bader Al‐Ruhaimi，Ahmed Mohamed El‐Toni，Ahmad Algarni，M. Abdel‐Rahman，Wang Qing，Abdullah Aldwayyan
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