{010}-faceted和[111]-faceted的纳米晶锐钛型二氧化钛的微波水热合成及其染料敏化太阳能电池性能

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染料敏化太阳能电池由于其成本低廉、制作工艺简单,近年来引起了研究者的广泛关注和深入研究。1二氧化钛作为一种宽带隙半导体材料,其晶相、结晶度、晶粒尺寸、形貌、比表面积和暴露晶面对于提高染料敏化太阳能电池的光伏打性能是非常重要的。2以K2Ti4O9为前驱体,用HCl对其进行质子交换,再用四甲基氢氧化铵进行剥离后得到纳米带胶态溶液,将其调节为设定的pH值,最后在设定的温度下微波加热1.5小时,将得到的样品进行水洗,冷冻干燥,通过粉末X-射线、场发射扫描电镜和透射电镜对其进行表征。利用刮刀涂膜法将获得的与[111]晶轴垂直([111]-faceted)的棒状和暴露{010}晶面的梭型锐钛型二氧化钛({010}-faceted),分别制成光电阳极,组装成染料敏化太阳能电池。作为对比,商业用的P25二氧化钛颗粒也使用同样的方法组装成电池。研究表明,其光伏打性能增加的顺序为P25<[111]-faceted<{010}-faceted的纳米晶二氧化钛。
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