【摘 要】
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太阳能是取之不尽用之不竭的清洁（绿色）能源,近年来随着世界各国对环境问题的重视,将太阳能转换成电能的太阳能电池成为各国科学界研究的热点和产业界开发、推广的重点。染料敏化太阳能电池（DSSCs）由于成本低、制备工艺简单、性能稳定等优点,具有非常广阔的应用前景。其中光阳极作为染料敏化太能电池中的最重要的组成部分,起着运输电子的作用,是影响光电转化效率的主要因素和研究的重点内容。目前,其发展目标主要集中
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太阳能是取之不尽用之不竭的清洁（绿色）能源,近年来随着世界各国对环境问题的重视,将太阳能转换成电能的太阳能电池成为各国科学界研究的热点和产业界开发、推广的重点。染料敏化太阳能电池（DSSCs）由于成本低、制备工艺简单、性能稳定等优点,具有非常广阔的应用前景。其中光阳极作为染料敏化太能电池中的最重要的组成部分,起着运输电子的作用,是影响光电转化效率的主要因素和研究的重点内容。目前,其发展目标主要集中在:提高光电转化效率,降低成本和提高稳定性。因此,进一步开发价格低廉,性能优异的光电材料对于加速DSSCs产业化进程非常必要。多金属氧酸盐（简称多酸,简写为POMs）是一类基于丰产元素的纳米级多金属-氧簇,具有优异的光电化学性质和很高的稳定性,研究其在光伏电池中的性能及应用具有重要的实际意义。在课题组前期工作的基础上,分别以三缺位Dawson和三缺位Keggin型多酸（简写为{P2W15}和{PW9}）为建筑块,以酯基锡（C13SnCH2CH2COOCH3,简写为SnR）为有机前驱体,在水溶液中实现自组装,同时引入Co2+离子。设计合成了 2例双臂结构夹心钨磷酸盐,并将其分别与TiO2复合,首次制备了 2种新型的多酸基光阳极材料。1.设计合成了 2例双臂结构的羧基锡和过渡金属Co2+修饰的{P2W15}2和{PW9}2多金属氧酸盐:Na3K7[{Sn（CH2）2COO}2Co2（B-α-PW9034）2]·17H2O（PW9-Co-SnR）和{C（NH2）3}12H4[{Sn（CH2）2COO}2Co2（P2W15056）2]14H2O（P2W15-Co-SnR）。通过 X-射线单晶衍射、元素分析、红外光谱及核磁等进行了表征。分析结果表明有机锡被成功地引入到多酸骨架中,形成了新型无机-有机杂化材料。2.通过紫外-可见吸收光谱、紫外光电子能谱,固体漫反射光谱和表面光电压,对PW9-Co-SnR和P2W1s-Co-SnR的光电性质进行了表征。3.将PW9-Co-SnR和P2Wi5-Co-SnR负载在TiO2表面,可以增强TiO2的光伏性能和光电流响应。以光电催化氧化甲醇为模型反应,初步评价了复合材料TiO2/PW9-Co-SnR和TiO2/P2W15-Co-SnR的光电催化性能。研究结果显示,与TiO2膜对比,TiO2/POMs复合材料对甲醇有较好的光电催化效果。4.研究了一系列有机锡-POM衍生物的光电性质,结果表明POMs结构和过渡金属种类影响TiO2/POMs光电极的光电流响应。
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