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oe1(光电查) - 科学论文

11 条数据
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  • 中空分级结构Co0.85Se作为染料敏化太阳能电池中三碘化物还原的高效电催化剂

    摘要： 探索具有高效三碘离子还原性能的非贵金属基电催化剂对染料敏化太阳能电池的实际应用至关重要。本研究开发了一种简便的一步水热法合成中空分级结构Co0.85Se。在甲醇-水反应体系中制得的中空分级结构Co0.85Se-M产物比其他醇-水体系制备的样品具有最大比表面积（215.36 m2 g?1）和最佳结晶度。将该电催化剂用作染料敏化太阳能电池的对电极时，其I??/I?氧化还原对的峰谷电位差（Epp）仅为97 mV。研究发现Co0.85Se的催化活性与结晶度密切相关。通过密度泛函理论确定了反应路径，证实三碘离子在Co0.85Se上还原为碘离子的能垒（约0.65 eV）小于铂（约1.18 eV）。实验与理论结果均表明，Co0.85Se-M作为染料敏化太阳能电池对电极材料比铂对电极（7.20%）具有更高的功率转换效率（8.76%）。

    关键词： 染料敏化太阳能电池、中空分级结构、硒化钴、电催化活性、三碘化物还原

    更新于2025-11-21 11:03:13

  • 包裹氮掺杂类石墨碳壳的CoNi双金属合金纳米颗粒的合成及其在染料敏化太阳能电池对电极中的电催化活性

    摘要： 通过简易溶剂热反应，采用不同原料摩尔比（Co:Ni及CoNi:乙二胺四乙酸）制备出双金属合金CoNi纳米颗粒包裹氮掺杂类石墨碳壳并分散于氮掺杂类石墨碳片层（CoxNi1?x@NC）的复合材料，经煅烧后合成。将该材料作为对电极薄膜沉积于染料敏化太阳能电池中时发现：只需在CoxNi1?x@NC合成过程中适当调节摩尔比（Co:Ni与CoNi:乙二胺四乙酸），即可优化其对三碘离子还原的电催化活性。使用该对电极的电池展现出显著的化学组分依赖性光伏性能，在最优条件下实现了3.58%的优异能量转换效率，表明其作为染料敏化太阳能电池对电极具有极高应用潜力。该对电极不仅成本远低于铂对电极，更为设计和制备其他可替代铂的低成本高效对电极奠定了基础。

    关键词： 光伏性能、染料敏化太阳能电池、CoNi合金双金属纳米粒子、对电极、电催化活性

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 尺寸与组分可控、原位生长于还原氧化石墨烯上的单分散磷化镍纳米晶作为染料敏化太阳能电池的对电极

    摘要： 由于其储量丰富、成本低廉且具有优异的功能特性和催化活性，过渡金属磷化物（TMPs）已被应用于多种能源转换技术中。然而，其合成难度大和导电性一般的特点限制了实际应用。本研究详细介绍了一种简便方法，在还原氧化石墨烯（rGO）表面生长尺寸、晶相和组分可控的完全分散镍磷化物纳米晶体（NCs）。所得NixPy/rGO复合材料有效结合了NixPy的高密度催化活性位点与rGO的优异导电性，从而展现出显著提升的电催化活性。作为染料敏化太阳能电池（DSSCs）的对电极（CE），NixPy/rGO复合材料的性能明显优于传统铂基对电极。采用Ni12P5/rGO复合对电极的器件实现了高达8.19%的功率转换效率，远超铂基对电极DSSCs（7.87%）。DFT计算表明，Ni12P5/rGO作为DSSCs对电极的卓越电催化活性源于其优异的I3?吸附能力。这些结果证明Ni12P5/rGO是替代铂基对电极的理想候选材料。

    关键词： 还原氧化石墨烯、染料敏化太阳能电池、磷化镍、电催化活性、单分散

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 用于量子点敏化太阳能电池的介孔g-C3N4/NiS共催化剂对电极的一锅法制备

    摘要： 通过以硫粉为硫源和造孔剂的一锅煅烧法，将硫化镍（NiS）纳米颗粒锚定在介孔石墨相氮化碳（g-C3N4）上。这是首次尝试将g-C3N4/NiS作为量子点敏化太阳能电池的对电极（CE）?；?.74 wt% NiS负载量的g-C3N4/NiS共催化剂用于Sn2-还原时，获得了低至1.08 Ω的界面电荷转移电阻（Rct）。采用ZnSe/CdS/CdSe/ZnSe敏化的TiO2光阳极与g-C3N4/NiS对电极组装的QDSSC，其功率转换效率高达5.64%，是纯g-C3N4对电极的3.05倍。电池效率的提升归因于g-C3N4优异形貌与其与NiS纳米颗粒协同催化的共同作用。介孔结构提供了大的比表面积和快速的电解质传输通道，而g-C3N4与NiS的耦合促进了g-C3N4/NiS界面与电解质之间的电荷转移。这种制备具有g-C3N4/NiS介孔结构的策略采用低成本原料和简单的制备方法，为提高g-C3N4的电催化活性提供了一条可行途径。

    关键词： g-C3N4/NiS、电催化活性、介孔结构、对电极、量子点敏化太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 全碳染料敏化太阳能电池：一种无金属可穿戴太阳能器件的可持续低成本设计

    摘要： 轻质碳电极因其耐温性、易加工性和皮肤舒适性成为光伏器件的新候选材料。本文提出了一种可持续且简便的无金属全碳染料敏化太阳能电池（C-DSSC）策略，通过堆叠碳前电极（CFE）和碳对电极（CCE）组装而成。该CFE在保持高效光子吸收和电荷分离机制（得益于涂覆染料的TiO?纳米棒P25-R）的同时，展现出充足的光透过率（70-50%）。石墨烯浸渍碳对电极（Gr@CCE）对I??/I?氧化还原电对表现出卓越的高电催化活性，且电荷转移电阻极低（RCT=0.79 Ω）。C-DSSC的可持续设计实现了约6±0.5%的效率及高达18.835 mA·cm?2的光电流密度，其优异性能归因于改善的电荷迁移率、低内阻以及更优的界面电极接触。C-DSSC厚度≤3 mm的特性消除了DSSC中对刚性玻璃的需求。

    关键词： 碳、二氧化钛纳米棒、染料敏化太阳能电池、石墨烯、电催化活性

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 等离子体诱导非晶硫化钼在纳米多孔金上的过生长：一种具有增强电催化活性的杂化纳米颗?；肪澈铣煞椒?

    摘要： 由地壳丰量过渡金属硫族化合物（如二硫化钼MoSx）与贵金属纳米颗粒（如金纳米颗粒）构成的杂化材料能产生协同效应，从而增强电催化反应性能。然而现有MoSx-金杂化材料的合成大多需要>500℃的高能耗热源或化学镀法才能实现MoSx在金表面的沉积。本研究展示了一种在常温条件下直接于胶体多孔金(NPG)表面外延生长MoSx的新方法，所制得的杂化颗粒对析氢反应表现出优异的电催化性能。该策略利用NPG的局域表面等离子体共振介导的光热效应，使其表面温度升至>230℃，从而引发(NH4)2MoS4前驱体分解并实现MoSx在NPG上的直接外延生长。通过调节前驱体与NPG的浓度比，可将沉积的MoSx颗粒量从Mo/(Au+Mo)比值的0.5%至2%进行系统调控。值得注意的是，研究发现该杂化颗粒具有比纯二硫化钼更高的桥接硫与端基硫原子比，这赋予了其更优异的析氢电催化性能——相较于纯MoSx，MoSx-NPG杂化材料显示出>30 mV更低的起始电位和1.7倍更小的塔菲尔斜率。本方法提供了一种节能高效的合成路径，可拓展应用于制备具有独特催化与传感性能的各种功能杂化结构。

    关键词： 二硫化钼、电催化活性、纳米多孔金、析氢反应、等离子体效应

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 用于染料敏化太阳能电池的高效对电极的SiNW/C@Pt阵列

    摘要： 现代能源需求与环境可持续性的紧迫问题促使许多研究团队聚焦于新型纳米材料制成的能量生成装置。我们制备了铂纳米颗粒修饰的硅纳米线/碳核壳纳米材料（SiNW/C@Pt），其制备流程相对简单：通过湿法化学刻蚀形成硅纳米线（SiNWs），采用化学气相沉积构建碳壳层，再经滴涂法和热处理嵌入铂纳米颗粒（Pt NPs）。将该纳米材料作为对电极（CE）应用于染料敏化太阳能电池（DSSCs）测试中。基于拉曼光谱和X射线光电子能谱（XPS）的材料表征数据显示，SiNW/C@Pt展现出优良电催化剂的潜力——拉曼光谱表明铂纳米颗粒修饰增强了硅纳米线/碳的表面反应活性，同时证实碳壳层包含石墨相（sp2杂化）与缺陷相（sp3杂化）两种碳形态。使用该材料制备的对称虚拟电池与DSSC器件分别实现了0.025 Ω·cm2的最小电荷转移电阻和9.46%的最高转换效率。

    关键词： 核壳结构、缺陷碳、电催化活性、染料敏化太阳能电池（DSSCs）、对电极（CEs）、硅纳米线（SiNWs）

    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

  • 高效染料敏化太阳能电池用MoS2–MoO2/MWCNTs对电极的合成

    摘要： 本工作通过将氟掺杂氧化锡玻璃上一步水热法制备的MoO2薄膜和MoO2/MWCNTs复合薄膜在氩气氛围中500°C硫化2小时，制得用于染料敏化太阳能电池(DSSCs)的MoS2-MoO2和MoS2-MoO2/MWCNTs对电极(CEs)。X射线衍射证实MoS2-MoO2和MoS2-MoO2/MWCNTs薄膜表面生长的MoS2颗粒具有六方晶型结构。采用场发射扫描电镜和透射电镜研究了MoO2、MoO2/MWCNTs、MoS2-MoO2及MoS2-MoO2/MWCNTs CEs的形貌，拉曼光谱鉴定了MoS2-MoO2/MWCNTs样品中的官能团。循环伏安和电化学阻抗谱测试表明，与MoO2、MoO2/MWCNTs及MoS2-MoO2 CEs相比，MoS2-MoO2/MWCNTs CE具有更高的电催化活性和更低的电荷转移电阻。值得注意的是，基于MoS2-MoO2/MWCNTs CE的DSSC实现了7.79%的光电转换效率，高于Pt基DSSC的7.26%。

    关键词： 电催化活性、染料敏化太阳能电池、对电极、MoS2–MoO2、MWCNTs

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 一种基于黄铜的原位向内刻蚀策略构建p-p异质结Cu2S/Cu2-xSe材料作为量子点敏化太阳能电池的有效对电极

    摘要： 基于黄铜采用原位内蚀法，以Cu(OH)2纳米管为模板制备出Cu2S/Cu2-xSe纳米片复合对电极。由于该材料对多硫化物电解液具有优异的电催化活性，以此构建的量子点敏化太阳电池在1倍太阳光照射下实现了6.10%的显著光电转换效率，较Cu2S/黄铜对电极（5.00%）提升了22%。BET测试、固态J-V测量及瞬态光电流测试结果表明，电催化活性增强源于两方面：一是更大的表面活性面积提供了更多电解液反应位点；二是形成的p-p异质结促进了对电极内更高效的电子转移。此外，通过研究Cu2S/Cu2-xSe异质结的能带结构进一步阐明了界面电子转移行为。电化学阻抗谱、Tafel极化及对称假电池循环伏安测试结果最终证实该对电极具有卓越的电催化活性与稳定性，表明Cu2S/Cu2-xSe复合材料是量子点敏化太阳电池的理想对电极材料。

    关键词： Cu2S/Cu2-xSe对电极，电催化活性，量子点太阳能电池，p-p异质结，稳定性

    更新于2025-09-11 14:15:04