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oe1(光电查) - 科学论文

12 条数据
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  • 用于增强含Cu-BPCA染料DSSC中电子传输性能的TiO?纳米颗粒的合成与表征

    摘要： 染料敏化太阳能电池（DSSCs）因其潜在的低成本和高能效而备受关注，使其成为太阳能转换最具前景的系统之一。通过使用二氧化钛（TiO?）纳米颗粒进行混合，DSSC的效率得到了提升——这种材料既能提供高表面积以容纳吸光敏化剂，又能作为光生电子的稳定导体。在水热法中，TiO?纳米颗粒的合成取决于温度，其直径随不同高压灭菌温度而变化。本研究采用丝网印刷法将TiO?纳米颗粒涂覆在ITO玻璃上。我们合成的TiO?纳米颗粒能为电子传输提供快速通道，并减少背接触路径中光注入电子的捕获。DSSCs采用钌染料和电解质（I??/I??）制备。通过动态光散射（DLS）、X射线衍射、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对TiO?的晶体结构进行了表征，紫外-可见分光光度计测定了吸收光谱，红外光谱用于分析粉末样品中Ti-O-Ti键的峰值。研究发现，纳米颗粒的特性对DSSC效率具有显著影响。

    关键词： 纳米粒子、染料、染料敏化太阳能电池（DSSC）、二氧化钛（TiO2）

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 锌卟啉的介观取代基对染料敏化太阳能电池效率的影响及其在短时白光照射下性能的提升

    摘要： 本文报道了四种锌金属卟啉染料——meso-四(4-吡啶基)卟啉合锌(II)（a）、meso-三苯基-(4-羧基苯基)卟啉合锌(II)（b）、meso-四(4-羧基苯基)卟啉合锌(II)（c）和meso-三吡啶基-(4-羧基苯基)卟啉合锌(II)（d）的敏化活性，通过电流-电位曲线、开路电位、填充因子及总太阳能转换效率等指标进行评估（测试条件为100 mW/cm2光照强度），并与基准染料N719（二-四丁铵顺式-双(异硫氰基)双(2,2'-联吡啶-4,4'-二羧基)钌(II)）进行性能对比。研究聚焦于含锚定基团（包括吡啶基和羧苯酸基）染料在二氧化钛基染料敏化太阳能电池(DSSCs)中的结构特性，论证同一分子结构中两类锚定基团的组合如何在未来显著优化DSSCs性能，并讨论所有染料光伏性能的显著提升：在短时白光照射下，DSSC总效率最大增幅达25%-69%。

    关键词： 染料敏化太阳能电池（DSSCs）、大环化合物、羧酸锚定基团、染料、光电转换效率、二氧化钛（TiO2）、金属卟啉

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 简易接枝共聚物模板法合成介孔聚合物金属有机框架以制备介孔TiO2：光伏与光催化应用的有前景平台

    摘要： 以亲水性对苯二甲酸为配体、异丙醇钛为聚合物MOF前驱体、两亲性接枝共聚物（即聚氯乙烯接枝聚环氧乙烷甲基丙烯酸酯(PVC-g-POEM)）为结构导向剂，在掺氟氧化锡(FTO)基底上制备了介孔聚合物金属有机框架材料(mesoporous polymeric MOFs)。该两亲性接枝共聚物中的亲水性POEM链段与亲水性配体及聚合物MOF前驱体相互作用。经500°C热处理后，介孔聚合物MOFs转化为具有高比表面积和结晶度的介孔TiO2，适用于光伏和光催化应用。采用该介孔TiO2光阳极制备的固态染料敏化太阳能电池(ssDSSCs)和染料敏化太阳能电池(DSSCs)在100 mW/cm2光照下的效率分别达到7.45%和8.43%，显著高于传统TiO2光阳极电池的5.36%和7.14%。效率提升归因于介孔TiO2良好的互连性、更大比表面积和高孔隙率，这有效抑制了界面电荷复合损失，增强了电子传输，增加了染料负载量并促进了电解质渗透。该介孔TiO2在紫外光照射下降解腐殖酸时展现出优异的光催化活性。

    关键词： 光催化剂、染料敏化太阳能电池（DSSC）、金属有机框架（MOF）、接枝共聚物、二氧化钛（TiO2）、聚合离子液体、介孔材料

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 牛脑蛋白的两性离子效应对染料敏化太阳能电池（DSSC）效率提升的研究

    摘要： 染料敏化太阳能电池（DSSC）是一种利用植物天然染料吸附于半导体中将太阳能转化为电能的电池。该电池制造成本较低、易于生产、可在可见光下工作且环保。其缺点是与硅基太阳能电池相比效率仍较低，这种低效源于DSSC中电流流动存在障碍。本研究成功通过在多孔TiO2半导体中沉积牛脑包涵素蛋白制备了DSSC——牛脑蛋白的两性离子效应能降低电阻并增强电流。填充TiO2颗粒间隙的牛脑蛋白两性离子效应既产生捕获电子的酸性反应又形成释放电子的碱性基团，从而使牛脑蛋白可作为TiO2分子间的电子桥梁提升DSSC电流。研究采用0%、25%、50%和75%四种浓度将牛脑包涵素蛋白沉积于多孔TiO2半导体，通过X射线衍射仪（XRD）测定晶体结构、傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析功能团组成、扫描电子显微镜（SEM）观察表面形貌特征，并使用AM 1.5G太阳模拟器（1000W/m2）测试效率变化。XRD结果显示随着牛脑蛋白浓度增加，氨基酸晶体结构与尺寸增大（75%添加量时达最大值42.25nm）。FTIR表明蛋白添加会在DSSC表面形成含氨基的蛋白质功能团，且浓度升高时FTIR光谱显示功能团能量吸收更显著。SEM观察到TiO2沉积蛋白分子浓度增加会使分子间空腔减小，证实蛋白填补了TiO2间隙。AM 1.5G测试表明75%脑蛋白浓度添加时获得最高效率值1.465%。

    关键词： 染料敏化太阳能电池（DSSC）、效率提升、网格蛋白、两性离子效应、二氧化钛（TiO2）、牛脑

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 自组装{201}锐钛矿晶面展现出卓越的表面增强拉曼散射效应

    摘要： 半导体因其低成本、稳定性和生物相容性，在作为表面增强拉曼散射（SERS）基底方面展现出巨大潜力。然而，其应用本质上受限于固有的低SERS灵敏度（10–102）。本研究通过自组装生长包裹{201}晶面的晶体，获得了海胆状TiO?。这种高对称性带刺球体表现出显著的拉曼增强因子（EFs）达1.6×10?，比暴露{101}、{001}和{100}晶面的非对称TiO?高出三个数量级。由于{201} TiO?具有高密度的未占据t2g轨道，在多巴胺吸附时产生最强的电荷转移，这对其优异的SERS性能有一定贡献。更重要的是，海胆状球体在尖锐顶端附近和刺间狭窄间隙中形成了高密度且均匀分布的热点，实现了强电磁场增强（1.4×10?）。得益于独特的电子和形貌特性，自组装的{201} TiO?在强度和重现性方面均表现出卓越的SERS性能。本研究的发现为提升半导体SERS性能开辟了新途径，可应用于生物医学分析、食品检测和毒性测试等领域。

    关键词： 表面增强拉曼散射（SERS），{201}晶面，自组装，电磁场增强，二氧化钛（TiO2），电荷转移

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 采用并联铝掺杂氧化锌/二氧化钛光阳极的染料敏化太阳能电池

    摘要： 本研究中，氧化锌（ZnO）纳米棒和铝掺杂氧化锌（AZO）纳米片均通过水热法沉积于氟掺杂氧化锡（FTO）玻璃上。当光阳极添加ZnO纳米棒或AZO纳米片后，由于电子传输改善和染料吸收增强，光伏转换效率（PCE）得以提升。电化学阻抗谱（EIS）验证了电子传输的改善，紫外-可见光谱证实了染料吸收的增加。这两个因素共同促进了PCE的提高。测试了采用ZnO纳米棒/TiO2和AZO纳米片/TiO2光阳极的染料敏化太阳能电池（DSSCs）参数，并通过EIS记录结果。数据显示，添加ZnO纳米棒使短路电流密度（Jsc）从9.07 mA/cm2提升至10.91 mA/cm2，开路电压（Voc）从0.68 V升至0.70 V，PCE相应从3.70%增至4.73%。当DSSCs采用平行银栅极器件制备时，连接电阻降低使PCE从3.67%提高到4.04%。

    关键词： 二氧化钛（TiO2）、染料敏化太阳能电池（DSSCs）、并联连接、掺铝氧化锌（AZO）

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 具有高光化学和电化学性能的分级微-介-宏观多孔金属氧化物的简易制备

    摘要： 提出了一种采用冰模板与SiO2硬模板双重模板法，从无机/有机金属氧簇前驱体出发制备具有微孔、介孔和宏孔分级多孔TiO2的可行路线。所制得的TiO2展现出优异的光催化活性和卓越的电化学性能。该策略可推广应用于催化及能源相关领域多种金属氧化物材料的制备。

    关键词： 金属氧化物，锂离子电池（LIBs），光催化，分级多孔，二氧化钛（TiO2）

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 电子诱导的金红石TiO?表面纳米级工程

    摘要： 利用扫描隧道显微镜针尖脉冲和电子束辐照研究了金红石TiO?(110)表面的电子激发改性。在"初始制备"表面上施加针尖脉冲会引发局部表面重构，并在重构区域周围去除表面羟基。通过使用电子枪的散焦束和针尖脉冲，成功制备了多种缺氧表面。所有针尖脉冲特征均呈现椭圆形轮廓，这可归因于TiO?(110)表面的各向异性导电性。我们发现了一种具有有序缺陷"纳米裂纹"的新型缺氧相，该相可通过电子束辐照或低温闪退火（约570K）产生。将此类表面退火至中等温度（约850K）会形成1×1与1×2混合表面结构——此前仅能通过氧气中退火或反复溅射/退火循环老化实现。加热至常规制备温度（1000K）则可重建洁净有序的1×1表面终端。本研究表明：电子诱导过程具有可控且可逆地调控TiO?(110)表面氧成分与结构的能力，为选择性表面图案化和表面反应性改性提供了新途径。

    关键词： 电子束、扫描隧道显微镜（STM）、重构、表面结构、针尖脉冲、二氧化钛（TiO2）、点缺陷

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 大气压非平衡等离子体结合光催化灭活大肠杆菌的实验研究

    摘要： 为提高常压非平衡等离子体（APNP）的杀菌效果和能效，本研究建立了APNP与光催化协同处理系统用于灭活大肠杆菌。选用TiO?作为光催化剂。菌落计数结果表明，APNP与光催化联合处理对杀菌具有增强效应，增强因子η高达80.2%。扫描电镜图像显示，30秒APNP与光催化联合处理比传统APNP处理造成更显著的结构损伤。显色光度法表明，APNP与光催化联合处理产生的活性氧（ROS）量最多增加120%。光学发射光谱显示，光催化导致电离过程减弱从而削弱了等离子体放电。根据红外热像图，APNP与光催化联合处理的温升比传统APNP处理低4°C，这可能扩大其在生物医学领域的应用范围。

    关键词： 大肠杆菌、大气压非平衡等离子体、光催化、活性氧（ROS）、二氧化钛（TiO2）、杀菌

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 阳极氧化时间对TiO?纳米管光催化活性的影响

    摘要： 氧化钛纳米管（TNTs）在乙二醇电解液中通过阳极氧化法生长。研究评估了阳极氧化时间对其理化性质和光电化学性能的影响。随着氧化时间的延长，纳米管长度、氟含量及空间电荷区电容均增大，进而影响TiO2纳米管的光电特性（带隙、红移现象、能带边缘位置）和表面亲水性。这些特性是光催化活性（PCA）的根源，亚甲基蓝的光氧化实验证实了这一结论。

    关键词： 纳米管、光催化活性、光电化学、二氧化钛（TiO2）、氟掺杂

    更新于2025-09-10 09:29:36