研究目的
研究还原氧化石墨烯（rGO）-二氧化钛（TiO?）复合纳米纤维对基于有机吲哚啉染料DN350的染料敏化太阳能电池（DSSCs）性能的影响。
研究成果
将还原氧化石墨烯(rGO)掺入二氧化钛(TiO2)纳米纤维中，通过提供更多染料吸附活性位点并改善电荷传输性能，从而提升了染料敏化太阳能电池(DSSCs)的性能。研究发现rGO的最佳添加浓度为4毫克，此时功率转换效率(PCE)达到4.43%。本研究表明rGO-TiO2复合纳米纤维作为DSSCs中高效电子传输层具有应用潜力。
研究不足
该研究仅限于rGO-TiO2复合纳米纤维在染料敏化太阳能电池(DSSCs)中的应用，未探索其他潜在应用或材料。发现氧化石墨烯(GO)的最佳浓度为4 mg，超过该浓度后性能下降。
1：实验设计与方法选择
本研究采用静电纺丝技术合成rGO-TiO2复合纳米纤维并应用于染料敏化太阳能电池(DSSCs)。通过多种技术手段表征了rGO对TiO2纳米纤维形貌及结构特性的影响。
2：样品选择与数据来源
使用不同浓度氧化石墨烯(GO)(2、4和6 mg)制备rGO-TiO2复合纳米纤维。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)进行样品表征，并测试其光伏性能。
3：实验设备与材料清单
使用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、乙醇、钛酸四异丙酯(TTIP)、乙酸、石墨粉、过氧化氢、硝酸钠、高锰酸钾、硫酸及DN350染料。
4：实验步骤与操作流程
合成过程包括采用Hummers法制备GO，随后静电纺丝制备GO-TiO2-PVP复合纳米纤维，经煅烧形成rGO-TiO2复合纳米纤维。利用这些纳米纤维制备DSSCs并评估其性能。
5：数据分析方法
通过J-V特性曲线、紫外-可见吸收光谱及电化学阻抗谱(EIS)分析光伏性能。
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Polyvinylpyrrolidone
PVP
Sigma Aldrich
Used as a precursor material for the synthesis of TiO2 nanofibers.
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Titanium (IV) isopropoxide
TTIP
Sigma Aldrich
Used as a precursor material for the synthesis of TiO2 nanofibers.
-
Graphite powder
< 20 μm
Used for the synthesis of graphene oxide (GO).
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Potassium permanganate
KMnO4
Used in the Hummer's method for the synthesis of graphene oxide (GO).
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Sulfuric acid
H2SO4
Used in the Hummer's method for the synthesis of graphene oxide (GO).
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Hydrogen peroxide
H2O2
Used in the Hummer's method for the synthesis of graphene oxide (GO).
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Sodium nitrate
NaNO3
Used in the Hummer's method for the synthesis of graphene oxide (GO).
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DN350 dye
Used as the organic indoline dye in the dye sensitized solar cells (DSSCs).
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