Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hiệu suất chuyển đổi cao của tế bào năng lượng mặt trời nhạy sáng dựa trên các dãy nanotube TiO2 nguyên chất
Tóm tắt
Chúng tôi đã chuẩn bị các dãy nanotube titanium dioxide (TNA) có trật tự cao bằng cách anod hóa các tấm titan trong các dung dịch điện phân có chứa ion F-. Tính chất tinh thể và hình thái của các TNA được nghiên cứu thông qua mô hình nhiễu xạ X-ray và kính hiển vi điện tử quét. Chúng tôi phát hiện ra rằng hình thái của các TNA ảnh hưởng đến hiệu suất chuyển đổi ánh sáng thành điện (η) của các tế bào năng lượng mặt trời nhạy sáng (DSSC). Hiệu suất của DSSC đạt 5.95% dưới điều kiện ánh sáng chiếu từ điện cực đối. Hiệu suất cao của DSSC dựa trên TNA được cho là nhờ vào bề mặt trên gọn gàng của các TNA, cho phép tải trọng nhiều phân tử thuốc nhuộm hơn trên bề mặt của các nanotube TiO2, và giảm số lượng các tâm tái hợp điện tử cùng với điện trở giao diện thấp của các TNA tích hợp.
Từ khóa
#tế bào năng lượng mặt trời nhạy sáng #nanotube #titanium dioxide #hiệu suất chuyển đổi điện năng #vật liệu nanoTài liệu tham khảo
O’Regan B, Grätzel M. A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films. Nature, 1991, 353: 737–740
Gong D, Grimes C A, Varghese O K, et al. Titanium oxide nanotube arrays prepared by anodic oxidation. J Mater Res, 2001, 16: 3331–3334
Frank A J, Kopidakis N, Lagemaat J. Electrons in nanostructured TiO2 solar cells: Transport, recombination and photovoltaic properties. Chem Rev, 2004, 248: 1165–1179
Mor G K, Shankar K, Paulose M, et al. Use of highly-ordered TiO2 nanotube arrays in dye-sensitized solar cells. Nano Lett, 2006, 6: 215–218
Kim D, Ghicov A, Albu S P, et al. Bamboo-type TiO2 nanotubes: Improved conversion efficiency in dye-sensitized solar cells. J Am Chem Soc, 2008, 130: 16454–15455
Ong K G, Varghese O K, Mor G K, et al. Numerical simulation of light propagation through highly-ordered titania nanotube arrays: Dimension optimization for improved photoabsorption. J Nanosci Nanotechnol, 2005, 5: 1801–1808
Jennings J R, Ghicov A, Peter L M, et al. Dye-sensitized solar cells based on oriented TiO2 nanotube arrays: Transport, trapping, and transfer of electrons. J Am Chem Soc, 2008, 130: 13364–13372
Stergiopoulos T, Ghicov A, Likodimos V, et al. Electrophoretic deposition of uniformly distributed TiO2 nanoparticles using an anodic aluminum oxide template for efficient photolysis. Nanotechnology, 2008, 19: 235602
Yang D J, Park H, Cho S J, et al. TiO2-nanotube-based dye-sensitized solar cells fabricated by an efficient anodic oxidation for high surface area. J Phys Chem Solids, 2008, 69: 1272–1275
Yang Y, Wang X H, Li L T. Synthesis and photovoltaic application of high aspect-ratio TiO2 nanotube arrays by anodization. J Am Ceram Soc, 2008, 91: 3086–3089
Wang S H, Zhang J B, Chen S Y, et al. Conversion enhancement of flexible dye-sensitized solar cells based on TiO2 nanotube arrays with TiO2 nanoparticles by electrophoretic deposition. Electrochim Acta, 2011, 56: 6184–6188
Park J H, Lee T W, Kang M G. Growth, detachment and transfer of highly-ordered TiO2 nanotube arrays: Use in dye-sensitized solar cells. Chem Commun, 2008, 25: 2867–2869
Ito S, Ha N L, Rothenberger G, et al. High-efficiency (7.2%) flexible dye-sensitized solar cells with Ti-metal substrate for nanocrystalline-TiO2 photoanode. Chem Commun, 2006, 38: 4004–4006
Lei B X, Liao J Y, Zhang R, et al. Ordered crystalline TiO2 nanotube arrays on transparent FTO glass for efficient dye-sensitized solar cells. J Phys Chem C, 2010, 114: 15228–15233
Li L L, Tsai C Y, Wu H P, et al. Fabrication of long TiO2 nanotube arrays in a short time using a hybrid anodic method for highly efficient dye-sensitized solar cells. J Mater Chem, 2010, 20: 2753–2819
Lin C J, Yu W Y, Chien S H. Transparent electrodes of ordered opened-end TiO2-nanotube arrays for highly efficient dye-sensitized solar cells. J Mater Chem, 2010, 20: 1073–1077
Chen J G, Chen C Y, Wu C G, et al. An efficient flexible dye-sensitized solar cell with a photoanode consisting of TiO2 nanoparticle-filled and SrO-coated TiO2 nanotube arrays. J Mater Chem, 2010, 20: 7201–7207