摘要：采用水热法制备了一种刺球状TiO_2(NT),将其作为光散射中心,与纳米晶TiO_2混合,制备成一种底层为P25薄膜(作为染料吸收层),上层为添加NT散射层的混合结构的薄膜光阳极。探讨了NT添加量对薄膜性能的影响,实验结果表明,当NT与P25粉体的质量比为35%时电池光电性能最优,电池短路光电流密度为14.30 m A·cm^(-2),其光电转换效率达到7.38%。质量比继续增大,当达到50%时电池性能有所下降,光电转换效率降为5.99%,同时染料吸附量也由73.2μmol·cm^(-2)降到70.1μmol·cm^(-2)。这表明过量的大颗粒TiO_2刺球散射中心会减少光阳极的比表面积从而降低染料的有效吸附量,并且还会引起不必要的反向散射,只有适量的散射中心才能得到最佳性能的太阳能电池器件。

摘要：本文利用一种简单的化学配体控制氧化方法,将NiFeCoAlOOH纳米颗粒负载在钛掺杂的纳米多孔赤铁矿光阳极上(Ti-PH),并将其用于光电催化水分解、由于NiFeCoAlOOH能够帮助提升Ti-PH光阳极的析氧反应动力学并且降低表面电荷转移电阻,修饰后的光阳极相对于1.23 V ***时具有2.46 mA/cm^(2)的光电流密度,并且与Ti-PH或空白赤铁矿光阳极相比具有更好的稳定性.此外,对比钛掺杂的纳米多孔赤铁矿光阳极,NiFeCoAlOOH修饰后的光电流的起始电位负移了~60 mV.这项工作为设计高性能、稳定、廉价的光电化学电池提供了一种具有潜力的催化剂修饰方法.

摘要：采用高温氮化法在Ti片基底上生长一层TiN0.3薄膜,进一步利用电化学沉积法在TiN0.3薄膜上生长CeO2,制备了TiN0.3/CeO2复合材料.分别用X射线衍射和扫描电镜研究了复合材料的晶体和形貌结构,用紫外-可见光谱探究了材料的光学吸收性能.结果表明,球状CeO2颗粒均匀地分布在TiN0.3表面;该复合光阳极除了TiN0.3对可见光的吸收外,外层的CeO2同时实现了对紫外光的吸收.光电催化性能研究发现,TiN0.3/CeO2复合光阳极能够显著提高TiN0.3或CeO2的光电流密度,同时增加光电流的稳定性.TiN0.3/CeO2独特的双层结构是其光电催化性能提高的主要原因.在TiN0.3与CeO2界面处异质结构的驱动下,CeO2层中的光生电子迁移至TiN0.3层,而相应的光生空穴在界面处被Ce3+所消耗,从而提高了CeO 2层中电子和空穴的分离效率,光电流密度也随之提高;同时,位于CeO2与电解液界面处的Ce3+作为水分子的吸附中心和反应活性中心,加快了界面处水的氧化反应,从而进一步促进了稳定光电流的产生.鉴于TiN0.3/CeO2光阳极材料优良的光电催化性能,其在太阳能光电催化领域具有潜在的应用,对于新型高效光电转化材料的设计与合成具有借鉴作用.

摘要：介绍了染料敏化太阳能电池(DSSC)的结构和工作原理,针对目前全世界关于染料敏化太阳能电池二氧化钛光阳极的改性进展进行了综述.目前,TiO2薄膜改性手段主要包括:表面处理、离子掺杂、半导体复合、微观有序空间结构、多孔化结构、贵金属沉积等.改性二氧化钛光阳极是为了减少阳极和染料之间的界面阻抗以提高DSSC的光电转换效率.最后对DSSC中光阳极改性的发展趋势和应用前景做了期许和展望,提出工程设计微观有序TiO2光阳极结构、更大程度地开发TiO2光阳极的制膜工艺、发挥各种手段的优势互补协同作用是未来染料敏化太阳能电池二氧化钛光阳极改性的方向.对TiO2光阳极界面之间的电阻和电子传输的机理进行更深层次的研究和探讨对染料敏化太阳能电池的工业化是非常必要的.

摘要：染料敏化太阳能电池(DSSCs)由于其成本低、原材料丰富、光电转化效率高等优点,成为新能源开发利用领域研究的热点。光阳极是DSSC的重要组成部分,对提高DSSC的光电转化效率具有重要意义。基于此,首先介绍了SnO_(2)DSSC的工作原理,并分析了效率的影响因素,接着重点讨论了SnO_(2)光阳极的结构设计,在此基础上阐述了光阳极改进(表面包覆或复合、元素掺杂)的研究现状,最后总结规律并对未来的发展趋势和前景进行展望。

摘要：光电化学水分解是一种重要且颇具前景的太阳能转换和利用的方式~1。光电催化水分解系统模拟植物的Z型自然光合作用过程~2。换而言之,光生空穴迁移到阳极表面以参与水氧化反应,而光生电子迁移到阴极表面以参与水还原反应。

摘要：n型硅(n-Si)表面在水溶液中容易被氧化和钝化,导致其在光电化学(PEC)分解水的析氧反应(OER)动力学缓慢。本工作通过欠电位沉积成功地在p^(+)n-Si基底上电沉积了三金属Ni_(0.9)Fe_(0.05)Co_(0.05)保护层。制备的Ni_(0.9)Fe_(0.05)Co_(0.05)/p^(+)n-Si光阳极具有优异的稳定性和PEC水氧化活性,具有相对低的OER起始电位(相对于可逆氢电极电势(RHE)仅为0.938 V),并且在1.23 V ***电位时具有较高的光电流密度(33.1 m A·cm^(-2)),显著优于Ni/p^(+)n-Si光阳极。工作证明了Fe在Ni层的掺杂会在Ni_(0.9)Fe_(0.05)Co_(0.05)/p^(+)n-Si界面处产生较大的能带弯曲,促进界面电荷分离。此外,Co的加入会产生丰富的Ni^(3+)和氧空位(Ov),作为活性位点可以加速OER动力学过程,协同促进PEC过程中的水氧化的活性。令人鼓舞的是,通过将Ni_(0.9)Fe_(0.05)Co_(0.05)/p^(+)n-Si光阳极连接到廉价的硅太阳能电池上,所制备的集成光伏/PEC(PV/PEC)器件实现了无偏压下高达12.0%的太阳制氢能量转换效率。这项工作提供了一种简单的方法来设计高效、稳定的n-Si基光阳极,并对其构效关系有了深刻的理解;这种方法制备的材料在集成低成本PV/PEC器件用于无辅助太阳能驱动水分解方面具有巨大的潜力。

摘要：在概述染料敏化太阳能电池工作原理基础上,着重分析电池光阳极TiO2薄膜的特性,并指出该薄膜在电池中所起的作用:负载染料、收集光生电子、分离电荷和传输光生电子;继而从表面修饰、离子掺杂、量子点敏化、制备复合薄膜、设计微观有序空间结构、设计核壳结构以及多手段共改性等方面对TiO2薄膜改性手段进行综述,并详细分析改性手段优化染料敏化太阳能电池性能的原因;最后,提出应把优化光阳极TiO2薄膜制备工艺及探讨薄膜接触面工作机理等作为今后的研究重点。

摘要：近年来,开发用于水氧化反应的聚合物薄膜光阳极引起了学术界的关注,其中碳化氮类半导体材料因其卓越的性能而尤为瞩目。本研究聚焦高结晶度的聚七嗪亚胺薄膜光阳极的制备与调控,发展了二元熔盐体系用于开展聚七嗪亚胺薄膜光阳极的制备及其水氧化性能研究。优化后的电极能够在相对于可逆氢电极的1.23 V的电压偏置下,模拟可见光照射下,实现了365μA·cm^(-2)的最佳光电流密度,约为无定形PCN光阳极的18倍。在这一过程中,NH_(4)SCN促进了SnS_(2)种子层的生长,而K_(2)CO_(3)增强了薄膜的结晶性。原位电化学分析表明,这种盐的组合提高了光激发电荷转移效率,并将SnS_(2)层的厚度限制在一定范围内,使电极电阻尽量小。这项研究阐明了盐在合成聚七嗪亚胺光阳极中的作用,并为设计基于高结晶碳化氮的功能薄膜提供了研究基础。

摘要：先用水热法合成ZnO颗粒,再用溶胶-凝胶法将ZnO颗粒制备成量子点敏化太阳能电池光阳极,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和光电流密度-电压曲线分析不同厚度的六方纤锌矿型ZnO光阳极对量子点敏化太阳能电池性能的影响.结果表明,增加量子点的吸附面积可使ZnO光阳极的UV-Vis谱吸收带边红移,进而提升太阳能电池的光电转换效率.