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oe1(光电查) - 科学论文

86 条数据
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  • 用于染料敏化太阳能电池高效对电极的Ni3S2@MWCNTs薄膜

    摘要: 通过水热法在170°C条件下,将硫化镍(Ni3S2)纳米颗粒生长在多壁碳纳米管(MWCNTs)上并原位包覆于导电玻璃基底,制备出复合薄膜。该Ni3S2@MWCNTs薄膜被用作染料敏化太阳能电池(DSSCs)的对电极(CEs)。本研究考察了对电极的纳米结构、晶体结构、电化学活性及电子电荷转移电阻,并对其有效比表面积进行了分析讨论。结果表明,相较于Ni3S2-DSSC,采用Ni3S2@MWCNTs对电极的DSSC功率转换效率(PCE)提升了7.48%。

    关键词: 对电极,Ni3S2,染料敏化太阳能电池,水热法,多壁碳纳米管

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 用于染料敏化太阳能电池的铂金箔对电极

    摘要: 本研究在染料敏化太阳能电池(DSCs)中引入了厚度为100纳米的铂(Pt)箔作为对电极(CE)。通过研究其基本特性,并与Pt箔、Pt板和溅射Pt作为对电极的情况进行对比。以Pt箔作为对电极的DSCs功率转换效率高达4.78%,高于采用Pt板和溅射Pt作为对电极的DSCs(分别为4.11%和4.40%)。与其他对电极相比,Pt箔具有更大的表面积。这表明Pt箔是一种活性优良的对电极,有望成为DSCs的理想候选材料。

    关键词: 染料敏化太阳能电池、铂金箔、功率转换效率、对电极

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 在氮掺杂有序介孔碳上原位生长镍包覆氮掺杂碳纳米管用于染料敏化太阳能电池中高效三碘离子还原

    摘要: 通过两步合成策略构建了一种新型微纳米复合结构材料(NOMC-Ni@NCNTs),其由氮掺杂有序介孔碳(NOMC)负载镍包覆氮掺杂碳纳米管(Ni@NCNTs)。该策略首先采用水热法自组装制备水溶性酚醛树脂/F127胶体,随后以醋酸镍为镍源并利用自生成催化剂,催化热解酚醛树脂/F127共聚物与三聚氰胺,促使Ni@NCNTs通过镍连接点原位生长并锚定于NOMC表面。所得NOMC-Ni@NCNTs材料中,NOMC颗粒尺寸减小且介孔通道长度从原始材料的850μm-2mm缩短至15-30μm。锚定的Ni@NCNTs在复合材料中构建三维导电骨架,使电导率从原始NOMC的20.4S cm?1提升至254.1S cm?1。通过调控Ni@NCNTs与NOMC的相对含量,可灵活调节复合材料的颗粒尺寸、介孔结构和比表面积。该新型结构复合材料作为染料敏化太阳能电池(DSSCs)的对电极材料,展现出优异的I??还原催化活性:最优NOMC-Ni@NCNTs对电极电荷转移电阻低至2.21Ω,组装电池功率转换效率达8.39%。在腐蚀性I?/I??电解液中,该对电极电池经72小时光照后仍保持7.82%的剩余效率,表现出卓越的电化学稳定性。其优异电催化性能主要源于独特结构:锚定Ni@NCNTs导电基底加速了NOMC微米颗粒间的电子传输,而具有短程介孔的无定形NOMC促进了电解质扩散并为I??还原提供了丰富的离子可及缺陷位点。

    关键词: 对电极,协同催化效应,染料敏化太阳能电池,Ni@NCNTs锚定NOMC复合材料,两步合成策略

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 纳米结构镍掺杂硫化铜薄膜作为高性能量子点敏化太阳能电池的高效对电极材料

    摘要: 高电催化活性和低电荷转移电阻是高性能量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)对电极(CEs)的关键因素。因此,制备具有高催化活性和低电荷转移电阻的QDSSCs对电极既具挑战性又极具价值。针对这些问题,本研究通过镍离子掺杂硫化铜(CuS)设计并制备了一种新型催化电极用作QDSSCs对电极。采用简便的化学浴沉积法合成了镍掺杂CuS对电极。扫描电镜研究表明,镍掺杂CuS呈现纳米颗粒覆盖纳米片状的表面形貌,而纯CuS为纳米片结构。镍掺杂CuS为多硫化物氧化还原对的还原提供了丰富活性位点,具有更高电导率并形成优异的电子传输通道,从而表现出高电催化活性及对电极/电解质界面更低的电荷转移电阻。结果表明,在AM 1.5G标准光照(100 mW cm?2)下,采用Ni-CuS对电极的TiO2/CdS/CdSe QDSSCs实现了4.36%的光电转换效率(η),其短路电流密度(JSC)为13.78 mA cm?2、开路电压(VOC)为0.567 V、填充因子(FF)为0.558,显著优于CuS对电极器件(η = 3.24%;JSC = 10.63 mA cm?2;VOC = 0.567 V;FF = 0.546)。本研究证实,镍掺杂CuS凭借其高电导率、优异电催化活性及低电荷转移电阻,有望成为QDSSCs的理想对电极材料。

    关键词: 电荷转移电阻,纳米结构镍掺杂硫化铜,量子点敏化太阳能电池,对电极,电催化活性

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 作为染料敏化太阳能电池高效无铂对电极的ThCr2Si2型四元硫属化合物

    摘要: 两种ThCr2Si2型四元硫族化合物K2FeCu3Q4(Q为S和Se)被用作染料敏化太阳能电池(DSSCs)的新型无铂对电极(CE)。通过X射线光电子能谱(XPS)、莫特-肖特基分析、循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱(EIS)研究了能带排列、电催化及光伏性能的差异。在AM 1.5G标准太阳光(100 mW cm-2)照射下,采用K2FeCu3Se4对电极组装的DSSCs实现了5.07%的光电转换效率(PCE),显著优于K2FeCu3S4对电极(3.42%),并与铂对电极(6.25%)相当。相比K2FeCu3S4对电极,K2FeCu3Se4对电极更高的PCE可归因于其对I3-还原更优异的催化活性、更强的电子注入驱动力、更快的电子转移速率以及更优的电解质扩散通道。

    关键词: ThCr2Si2型结构,对电极,四元硫属化合物,染料敏化太阳能电池,无铂

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 多金属氧酸盐衍生的多组分X/W2C@X、N-C(X=Co、Si、Ge、B和P)纳米电催化剂用于染料敏化太阳能电池中的高效三碘化物还原

    摘要: 制备了一系列多组分X/W2C@X,N-C混合催化剂,以系统研究DSSCs中三碘化物还原的电催化活性。催化剂中的不同组分通过协同效应提升光伏性能。掺杂剂的电负性会直接影响催化剂的催化活性。

    关键词: 纳米复合材料、染料敏化太阳能电池、对电极、碳化钨、多金属氧酸盐

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 用于染料敏化太阳能电池中三碘化物还原的WN/氮掺杂还原氧化石墨烯杂化材料

    摘要: 在染料敏化太阳能电池(DSSCs)中,开发低成本、环保、具有优异催化活性、卓越导电性和良好稳定性的对电极(CE)催化剂,对推动DSSCs的商业应用至关重要。本研究通过水热法结合氮化处理合成了WN/氮掺杂还原氧化石墨烯复合材料(WN/NrGO),并将其作为催化I3?还原为I?的CE催化剂。将WN与氮掺杂还原氧化石墨烯(NrGO)复合形成WN/NrGO,能有效调控I3?还原的催化活性,加速界面电荷转移,从而充分发挥两者的协同效应。当WN/NrGO用作DSSCs的CE催化剂时,其光电转换效率(PCE)达到7.42%,与传统铂基DSSCs(7.71%)相当。同时,制备的WN/NrGO表现出比单一WN(6.19%)和NrGO(5.81%)更高的PCE。一系列电化学测试表明,WN/NrGO比单一WN和NrGO具有更高的催化活性和电荷转移能力,因此这种合成的低成本WN/NrGO有望作为有效CE催化剂替代贵金属铂。

    关键词: 染料敏化太阳能电池,三碘离子还原,对电极,WN/氮掺杂还原氧化石墨烯

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 钴配合物染料作为染料敏化太阳能电池中的新型敏化剂

    摘要: 本研究引入钴金属配合物作为一类新型敏化剂,以更深入地探究染料敏化太阳能电池光电转换效率(PCE)的作用机制。紫外-可见光谱显示该染料在498和650纳米波长处呈现最大吸收峰。以二氧化钛作为电池光阳极,其X射线衍射谱表明晶相为锐钛矿型(101)。扫描电子显微镜(SEM)观测显示光阳极表面形貌由约25纳米的二氧化钛纳米颗粒构成。循环伏安法(CV)研究表明,作为电池对电极的铂包覆氟掺杂氧化锡(FTO)存在氧化还原过程。光电测试显示,在AM1.5(100毫瓦/平方厘米)光照条件下,该钴配合物敏化太阳能电池的短路电流密度(JSC)、开路电压(VOC)、填充因子(FF%)和光电转换效率(PCE%)分别为48.80微安/平方厘米、0.7伏、44%和0.09%。该电池还具有高光捕获效率(LHE)(约61%)和钴配合物染料的高摩尔吸光系数(12,500 M-1·厘米-1)等光学优势。结果表明:取决于染料结构的电子注入量子产率(φing)作为关键参数影响着JSC值,而钴配合物染料给体部分吡啶环的构象对φing及后续PCE具有显著影响。这些发现为理解染料敏化太阳能电池效率的作用机制提供了新视角。

    关键词: 染料敏化太阳能电池、光阳极、染料、对电极、光伏测量、钴配合物

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • MoS2/MoTe2混合异质结构在染料敏化太阳能电池中增强的电催化性能

    摘要: 本工作在氟掺杂氧化锡玻璃(FTO)上构建了二硫化钼(MoS2)/碲化钼(MoTe2)混合双层结构,并采用该材料作为对电极(CE)制备了染料敏化太阳能电池(DSSCs)。通过调节溅射时间控制MoS2和MoTe2各层厚度以提升电池性能。采用MoS2/MoTe2混合对电极的DSSC展现出8.07%的最高光电转换效率(采用MoS2和MoTe2对电极时分别为6%和7.25%),与铂对电极电池(8.33%)性能相当。该混合对电极的优异性能归因于MoS2与MoTe2金属相之间的协同效应。

    关键词: 二硫化钼/二碲化钼,染料敏化太阳能电池,对电极,复合材料

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 功能材料界面工程在染料敏化太阳能电池中的应用 || 染料敏化太阳能电池:历史、组件、结构及工作原理

    摘要: 不断增长的人口需要消耗各种形式的能源,因此能源领域的研究者们专注于从多种来源获取能源。煤炭、石油和天然气等不可再生的化石燃料正在枯竭,这些碳基燃料在我们有生之年无法再生。它们排放的温室气体(如二氧化碳)会导致全球变暖,对世界和人类构成严重威胁。目前全球约四分之三的电力来自不可再利用的不可再生能源[1]。日本、中国、法国、乌克兰和印度等诸多国家依赖核电站发电,但这些电厂也带来了导致环境污染的诸多危害问题[2]。因此科学家们主要聚焦于基于可再生能源的能量转换装置。太阳能、风能、水力发电、生物质能和地热能都是地球上可用的可再生能源。其中太阳能是重要的可再生能源,它全年全天候存在,本质上是取之不尽的。太阳能通过阳光辐射产生热能和光能,引发光化学反应并生成电能。作为人类最基本的需求之一,这种卓越的能源可通过太阳能电池技术转化为电能。太阳能的能量极其巨大,其提供的能量约为全球每日能源需求量的1万倍[1]。地球每天接收如此庞大的能量,我们有幸能通过合适的太阳能电池技术加以利用。遗憾的是,尽管太阳能本身免费,但其转换和储存所需的高昂技术限制了该技术的普及应用。

    关键词: 染料敏化太阳能电池、光阳极、二氧化钛、太阳能、染料、光伏效应、DSSCs、对电极、可再生能源、电解质

    更新于2025-09-12 10:27:22