以钛酸丁酯(C16H36O4Ti)和硫脲(SC(NH2)2)为前驱体制备溶胶,通过旋涂方法制备Ti O2光催化剂薄膜;利用XRD、SEM、XPS、UV-vis等手段进行结构表征和光吸收性能测试,并通过降解亚甲基蓝溶液评定其可见光下的光催化活性。结果表明,以硫脲为前驱体时可实现硫氮元素在Ti O2中的共掺杂;掺杂后的Ti O2薄膜对可见光有明显的吸收,并在可见光下对亚甲基蓝溶液显示出较高的降解率,其中掺杂量质量分数为3.0%的薄膜样品光催化活性最好。在本实验条件下,经可见光照射7 h后,亚甲基蓝溶液降解率接近100%。分析表明,硫元素以S6+状态取代Ti4+存在于Ti O2晶格,氮元素则以间隙和取代的方式存在。硫氮元素的协同作用在Ti O2的禁带中引入杂质新能级,使Ti O2带隙变窄,因此对可见光吸收并显示出强的可见光催化活性。
1
TiO2/钙钛矿(PVSK)/P3HT的n-i-p型钙钛矿电池作为研究对象,研究了TiO2薄膜退火温度对TiO2薄膜的结晶性、基于此的钙钛矿薄膜的形貌以及光伏器件性能的影响,比较了P3HT的掺杂以及不同批次P3HT材料对钙钛矿太阳能电池器件性能的影响。结果表明:TiO2薄膜的退火工艺及P3HT的批次对器件性能影响较大。TiO2薄膜的制备工艺设为退火温度为300℃,退火时间为45min,提高TiO2的退火温度到500℃,钙钛矿太阳能电池的效率可提高到11.27%.通过优化钙钛矿薄膜厚度为190nm,制备得到光电转换效率为6.77%的钙钛矿薄膜光伏电池。基于低温TiO2为电子传输层、掺杂P3HT为空穴传输层的器件性能为开路电压VOC=0.98V,短路电流JSC=19.94mA/cm2,填充因子fF=0.42,转换效率η(PCE)=8.18%.TiO2电子传输层和P3HT空穴传输层的系统优化对制备高性能n-i-p结构钙钛矿电池具有重要意义。 在近年来,钙钛矿太阳能电池作为一种新兴的光伏技术,在光电转换效率和成本效益方面显示出巨大的潜力。随着研究的深入,人们对钙钛矿电池结构和材料的优化提出了更高要求,以期进一步提升其性能。在众多结构设计中,n-i-p型钙钛矿电池因其独特的电子和空穴传输层的组合而受到特别关注。本文将深入探讨基于TiO2/Perovskite/P3HT结构的n-i-p型钙钛矿电池,重点分析电极界面优化对器件性能的影响,以及如何通过调整TiO2薄膜退火温度和P3HT材料特性来提升电池效率。 钙钛矿太阳能电池的核心结构通常由n型电子传输层、本征钙钛矿活性层和p型空穴传输层组成。在n-i-p型结构中,TiO2作为n型电子传输层,负责从钙钛矿层提取电子并传输到外电路,而P3HT作为p型空穴传输层,则负责传输空穴。电子和空穴传输层的匹配程度直接影响电池内部的电荷分离效率和复合情况,进而决定了电池的开路电压、短路电流和整体光电转换效率。 实验研究中,TiO2薄膜的退火处理是提高其结晶性和电荷传输性能的重要步骤。通过改变退火温度,我们可以调控TiO2薄膜的晶粒大小、缺陷密度和表面平整度,这些因素会直接影响钙钛矿层的沉积质量和形貌。研究发现,当TiO2薄膜退火温度由300℃提升到500℃时,钙钛矿电池的光电转换效率显著增加,从6.77%提升至11.27%。这一结果证实了退火温度对TiO2电子传输层性能的显著影响,以及优化退火工艺在提高钙钛矿电池性能中的关键作用。 此外,P3HT作为空穴传输层的材料,其自身的电荷迁移率和电子结构对电池性能同样具有决定性影响。不同批次的P3HT材料可能因其分子量、纯度和结晶性存在差异,进而影响空穴传输效率和电池性能。掺杂是改善P3HT材料性质的一种有效手段,通过添加特定的掺杂剂,可以调节P3HT的电荷迁移率,从而提高电池的开路电压、短路电流和填充因子。研究中,对P3HT进行优化处理后,电池的光电转换效率得到了明显提升,达到了8.18%。 优化钙钛矿薄膜的厚度是另一项提升电池性能的重要策略。过厚的钙钛矿层可能导致内部载流子传输距离过长,增加复合概率;过薄则可能影响吸光性能。实验中,通过精细控制钙钛矿层厚度至190nm,成功制备了光电转换效率为6.77%的钙钛矿电池。这一结果表明,在优化了TiO2电子传输层和P3HT空穴传输层的基础上,合理设计钙钛矿层厚度,对于提高电池整体性能至关重要。 TiO2电子传输层和P3HT空穴传输层的系统优化是提升n-i-p型钙钛矿电池性能的关键。通过精确控制TiO2薄膜的退火工艺,获得理想的结晶性和表面形貌,结合针对P3HT材料的合理掺杂与选择,可以显著提高电池的开路电压、短路电流和填充因子,进而提升光电转换效率。这些研究发现不仅丰富了钙钛矿太阳能电池的基础理论,而且为高效率钙钛矿电池的制备工艺提供了重要的实践指导,为钙钛矿太阳能电池的商业化进程奠定了坚实的基础。
2025-09-28 18:14:55 1.3MB 钙钛矿太阳能电池 n-i-p结构器件
1
电化学阳极氧化金属钛箔制备TiO2纳米管阵列和光催化特性,王延宗,李大鹏,我们在含有NH4F的乳酸电解液中阳极氧化金属钛箔制备了高度有序的二氧化钛纳米管阵列,并研究了不同阳极氧化电压、NH4F浓度和阳极氧�
2025-09-24 17:41:59 484KB 首发论文
1
首先采用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列,结合不同的电化学方法制备具有三维异质结构的CdSe/TiO2纳米管阵列复合薄膜。结果表明:电解液中加入酒石酸钾钠,采用循环伏安法和恒压沉积法都得到了分散性好,尺寸小而均匀分布的CdSe纳米颗粒。特别是采用循环伏安法制备CdSe/TiO2纳米管阵列薄膜时,得到直径为15~20nm的立方相CdSe颗粒,且均匀地分布在TiO2纳米管管内和管口,能够充分地利用TiO2纳米管阵列的三维结构,形成具有三维异质结构的CdSe/TiO2纳米管阵列复合薄膜。光电性能结果表明测试,这种具有三维异质结构的CdSe/TiO2纳米管阵列复合薄膜能够充分利用太阳光,并有效地促进光生载流子的分离和传输,呈现出最佳的光电化学性能。
2025-09-24 16:39:59 1.51MB 行业研究
1
用N-N二甲基乙酰胺(DMAC)作溶剂,钛酸丁酯作前驱物,冰乙酸为稳定剂,通过溶胶凝胶法制得了二氧化钛(TiO2)溶胶,并且对加水方式、加水量、溶剂量、pH值、温度等影响因素进行了考察。结果表明,当采用分散加水方式,温度在25℃~35℃以下,DMAC与钛酸丁酯的体积比为3.5:1,V(H2O)/V(Ti(OC4H9)4)为2~3,pH值为2~4时所得TiO2溶胶稳定,透明性好,可用作聚合物与纳米二氧化钛复合膜的研制的添加剂。
2024-02-26 11:20:25 239KB TiO2溶胶 DMAC 溶胶凝胶法
1
采用电泳沉积法在Ti片上制备TiN薄膜,在450℃下保温60min制备N掺杂TiO2薄膜(N-TiO2薄膜),然后在不同浓度的AgNO3溶液中利用光还原沉积法制备负载Ag的N-TiO2薄膜。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)对薄膜进行表征,通过测试瞬态光电流密度研究薄膜的光电性能,并以罗丹明B为降解目标物评价薄膜的光催化活性,重点研究了负载Ag对N-TiO2薄膜光电和光催化性能的影响规律。结果表明:AgNO3溶液浓度为0.05mol·L-1时,Ag的负载量最为适宜,N-TiO2薄膜的光电及光催化性能最佳;负载Ag的N-TiO2薄膜在可见光下的瞬态光电流密度约为N-TiO2薄膜的5.4倍;负载Ag显著提高了N-TiO2薄膜的光催化性能,经过可见光照射180min后,薄膜对罗丹明B的降解率达到98%。
2024-02-23 23:39:34 960KB 行业研究
1
Mn掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能,尼东,张亚平,本文采用水热法,用Ti(OC4H9)4 和 MnC2O4oH2O作为前躯体,制备Mn掺杂的纳米TiO2催化剂Mn-TiO2。该催化剂为20nm的球体,尺寸分布均匀,且无需煅
2024-02-23 23:33:50 319KB 首发论文
1
通过溶胶-凝胶法制备蜂窝状Mn-Ce/TiO2催化剂,并探究在烟道气脱硝应用中不同工艺条件对Mn-Ce/TiO2催化活性的影响.结果表明,催化剂在高体积分数NO、高空速、高氧的条件下,仍然显示出了优越的活性.暂态响应实验表明,NO以气态或少数弱吸附态的形式与强吸附的NH3反应;O2在SCR(选择性催化还原)反应中起着重要的作用,O2促进了Mn-Ce/TiO2催化剂上表面氧的生成,进一步补充了晶格氧,同时也促进了NO的吸附.
2024-02-23 23:25:32 303KB
1
为了提高TiO2光催化剂日光催化性能及解决催化剂回收问题,采用微乳液法制备了La3+、Fe3+、Co2+、Ce4+共掺杂TiO2/粉煤灰微珠光催化剂,用紫外-可见分光光度计测定了光催化剂的可见光吸收性能,用能谱仪(EDS)分析了催化剂的元素含量,以甲基橙为模型污染物考察了催化剂的光催化性能。实验结果表明:掺杂复合粒子在可见光区吸光性能均高于TiO2/漂珠;且多元素掺杂有协同作用,催化剂的吸收边带红移更多,对可见光的吸收也更强。日光照射下(,Co2+,Fe3+,Ce4+)三元共掺杂催化剂的活性≈(La3+,Ce4+)二元共掺杂催化剂的活性>Fe3+、La3+单掺杂催化剂的活性。
2024-02-23 23:22:36 1.23MB TiO2 光催化剂
1
TiO2/SBA-15在温和条件下催化吸附脱硫,任晓玲,肖静,本文主要研究了TiO2/SBA-15在温和条件下的催化吸附耦合脱硫。通过等体积浸渍法制备TiO2/SBA-15,并对其进行XRD和氮气吸附等表征。TiO2/SBA-15
2024-01-10 16:23:40 428KB 首发论文
1