研究目的
研究300 keV钴离子辐照对掺锌TiO2薄膜基染料敏化太阳能电池结构、形貌、光学及光伏性能的影响。
研究成果
研究表明,采用300千电子伏特钴离子以2×10?原子/平方厘米·秒的注量率辐照1%锌掺杂二氧化钛薄膜,可使染料敏化太阳能电池效率显著提升至3.78%。该性能提升归因于在二氧化钛带隙中引入额外能级及导电图案的形成。
研究不足
该研究仅限于Zn掺杂和Co离子辐照对DSSC应用中TiO2薄膜的影响。该研究未探索其他掺杂材料或辐照能量。
1:实验设计与方法选择:
采用溶胶-凝胶法制备1%锌掺杂二氧化钛(Zn-TiO?)光阳极,以FTO玻璃为基底。这些光阳极经不同注量率的300 keV钴(Co)离子辐照。
2:样品选择与数据来源:
制备了四组TiO?、1% Zn-TiO?及经300 keV Co离子辐照(注量率分别为2×10?和4×10?原子·cm?2·s?1)的Zn-TiO?薄膜样品。
3:实验设备与材料清单:
拉曼光谱仪、扫描电镜(Quanta FEI)、紫外-可见分光光度计(HITACHI U-2800)、太阳光模拟器(100 mW·cm?2,AM 1.5,Newport)。
4:0)、太阳光模拟器(100 mW·cm?2,AM 5,Newport)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:将薄膜浸入N719染料20小时,将石墨烯包覆的对电极与光阳极密封,并注入碘/碘三离子液体电解质。
5:数据分析方法:
对拉曼光谱、紫外-可见光谱、扫描电镜图像及电流-电压特性进行分析。
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SEM
Quanta FEI
FEI
Study of surface morphology, grain size, porous nature, pore size
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UV–Visible spectrophotometry
HITACHI U-2800
Hitachi
Measurement of optical properties
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FTO glass
Substrate for photo anodes
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N719 dye
Sensitizer in DSSCs
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Raman spectroscopy
Investigation of crystallinity, vibrational structure and defect induced effects
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Solar simulator
100 mW cm-2, AM 1.5
Newport
Measurement of current-voltage characteristics
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