研究目的
探究碳点(C-dots)对氧化镍基染料敏化太阳能电池(DSSCs)性能的影响,并评估碳点与N719敏化剂对光伏性能的协同效应。
研究成果
在NiO纳米颗粒中添加碳点显著提升了染料敏化太阳能电池的光伏性能,实现了9.85%的功率转换效率(PCE)。这一提升归因于敏化剂吸附量的增加、更快的电荷转移速率,以及碳点向NiO纳米颗粒的能量传递所导致的带隙减小。该研究表明,NiO@碳点复合材料作为染料敏化太阳能电池的光伏电极材料具有良好应用潜力。
研究不足
该研究聚焦于碳点对氧化镍基染料敏化太阳能电池的影响,但未探究所制备电池的长期稳定性或可扩展性,也未广泛对比其他类型太阳能电池的性能。
1:实验设计与方法选择:
研究通过合成NiO纳米颗粒(NPs)和碳点(C-dots),并在适当条件下形成C-dots与NiO NPs的复合材料以优化染料敏化太阳能电池(DSSC)效率。该DSSC分别采用N719和Rh6G两种染料作为敏化剂进行制备。
2:样本选择与数据来源:
NiO NPs采用煅烧法合成,C-dots则通过柠檬酸(CA)和乙二胺(EDA)的水热法合成。
3:实验设备与材料清单:
透射电镜(日本JEOL JEM-2000FXII)、紫外-可见吸收光谱仪(日本JASCO V-670)、傅里叶变换红外光谱仪(美国赛默飞世尔Nicolet 6700)、X射线衍射仪(德国布鲁克D2 Phaser)、X射线光电子能谱仪(英国VG科学ESCALAB 250)以及旋涂机(日本共和理研K-359SD-1 SPINNER)。
4:0)、傅里叶变换红外光谱仪(美国赛默飞世尔Nicolet 6700)、X射线衍射仪(德国布鲁克D2 Phaser)、X射线光电子能谱仪(英国VG科学ESCALAB 250)以及旋涂机(日本共和理研K-359SD-1 SPINNER)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:将NiO NPs和NiO@C-dots电极退火后浸入N719或Rh6G染料的乙醇溶液中进行敏化。使用德国ZAHNER Xpot 26356设备进行I-V测试,光源为蓝色(430 nm)LED。
5:数据分析方法:
采用三电极体系在1-100 kHz频率范围、10 mV振幅下测量电化学阻抗谱(EIS),并在太阳光模拟器上测定单色光子-电流转换效率(IPCE)。
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获取完整内容-
TEM
JEM-2000FXII
JEOL
Transmission electron microscope for imaging nanoparticles.
-
UV-Vis absorption spectra
V-670
JASCO
Analyzing ultraviolet-visible absorption spectra.
-
XRD
D2 Phaser
Bruker
X-ray diffraction system for crystallography analysis.
-
FT-IR absorption spectra
6700
Nicolet
Measuring Fourier-transform infrared absorption spectra.
-
XPS
ESCALAB 250
VG Scientific
X-ray photoelectron spectroscopic measurements.
-
Spin coater
K-359SD-1
SPINNER KYOWA RIKEN
Coating aqueous dispersions on substrates.
-
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