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首先采用水热合成技术制备TiO2纳米线粉末,然后采用溶胶-凝胶技术制备钛酸丁酯溶胶,向溶胶中加入适量的TiO2纳米线制备凝胶浆体,采用浸渍提拉法在透明导电玻璃上制备TiO2纳米颗粒/TiO2纳米线复合薄膜的光阳极.通过XRD、SEM,电池的I-V特性和电化学阻抗谱测试,研究TiO2纳米线的添加量对光阳极的结构、形貌和电池性能的影响.结果表明,随着溶胶中TiO2纳米线添加量的增加,染料敏化太阳能电池的短路电流密度和光电转换效率显著提高,而开路电压和填充因子基本保持不变;复合光阳极中随着纳米线添加量的增加,电子的传输阻抗显著减少,电子的寿命延长.

关键词: 染料敏化太阳能电池 , 复合光阳极 , 电化学阻抗谱 , 溶胶-凝胶技术

单晶TiO2纳米线束阵列的水热合成及场发射性能研究

葛增娴 , 刘俊 , 魏爱香 , 赵旺

人工晶体学报

采用水热合成技术,以钛酸丁酯、盐酸和去离子水作为前驱物,在透明导电玻璃(FTO)衬底上合成了垂直于衬底牛长的二氧化钛(TiO2)纳米线束阵列.纳米线束呈四方柱状结构,宽度100～200nm,长度约3μm.HRTEM表明每根纳米线束实际上是由20～40根直径约为4～6 nm的细小纳米线聚集在一起而形成的.系统研究了盐酸浓度对纳米线生长的影响,分析了盐酸在晶体生长中的作用.研究了TiO2纳米线束阵列的场致电子发射特性,其场发射开启电场为5.7 V/ μm(对应电流密度10μA/ cm2),阈值电场为9.5 V/ μm,同时表现出较好的场发射稳定性.低的合成温度和好的场发射性能表明TiO2纳米线束阵列在场发射冷阴极器件上具有良好的应用前景.

关键词: 水热合成 , TiO2纳米线束阵列 , 场发射

单晶TiO₂纳米线束阵列的合成及光电转换性能研究

葛增娴 , 魏爱香 , 刘俊 , 赵旺 , 刘传标

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2010.01105

采用水热合成技术, 以盐酸、去离子水和钛酸丁酯为反应前驱物, 在透明导电玻璃(FTO)衬底上合成TiO₂纳米线束阵列. 采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和高分辨透射电镜(TEM)对其结构和形貌进行了分析. 结果表明: 在FTO衬底上形成了垂直排列的具有金红石结构的单晶TiO₂纳米线束阵列, TiO₂纳米线束由直径4~6nm的几十条纳米线聚集在一起, 形成宽度约110~210nm、长度约3?m的四方柱状结构. 研究了以TiO₂纳米线束阵列为光阳极制备的染料敏化太阳能电池的光电性能, 其开路电压为0.72V, 短路电流密度为2.9mA/cm², 填充因子为0.42, 转换效率为0.88%.

关键词: 水热合成技术 , TiO₂ nanowire bundle arrays , dye-sensitized solar cells

La2/3Ca1/3Mn1-xFexO3电磁输运性质和电子自旋共振谱的研究

郑庆华 , 蒋正龙 , 赵旺 , 童悦

低温物理学报

用固相合成法制备了La2/3 Ca1/3Mn1-xFexO3(x=0、0.1、0.2)材料,通过X射线衍射、磁化强度-温度曲线、电子自旋共振谱线,研究了Fe替代部分的Mn对La2/3Ca1/3 Mn1-xFexO3电磁性质的影响.结果表明:Fe离子掺杂对晶体结构影响较小;对电磁输运性质和磁结构影响较大,体系在低温区域较宽的温度范围内显示出巨磁电阻效应;ESR的测量结果也表明Fe离子掺杂形成反铁磁的交换作用,阻塞了铁磁Mn3+-O-Mn4+双交换通道,降低了体系的铁磁性.

关键词: 晶体结构 , 电磁输运特性 , 巨磁阻效应 , ESR谱

TiO2纳米花的合成及其在染料敏化太阳能电池中的应用

葛增娴 , 魏爱香 , 赵旺 , 刘俊 , 刘传标

人工晶体学报

采用水热合成技术,以盐酸、去离子水和钛酸丁酯为反应前驱物,在透明导电玻璃(FTO)衬底上合成TiO2纳米花薄膜.采用扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和X射线衍射(XRD)对其形貌和结构进行了分析.结果表明在FTO衬底上形成的纳米花是由四方形柱状结构的纳米棒构成的,纳米棒由具有金红石晶型的直径为4~6 nm的几十条单晶纳米线束聚集在一起构成的.研究了以TiO2纳米花薄膜为光阳极制备的染料敏化太阳能电池的光电性能,电池的开路电压、短路电流密度和转换效率均随着反应前驱物中钛酸丁酯的浓度的增加而变小,这是由于纳米花的比表面积随着钛酸丁酯的浓度增加而减少造成的.

关键词: 水热合成技术 , TiO2纳米花 , 染料敏化太阳能电池

ZnO—TiO2染料敏化太阳能电池的制备和性能

刘俊 , 魏爱香 , 刘传标 , 赵旺

复合材料学报

采用低温水溶液法制备ZnO纳米花，将其与TiO2纳米颗粒以不同的质量比混合制备成复合浆料，采用刮涂法涂敷在掺氟的SnOz透明导电玻璃（FTO）上制备ZnO纳米花-TiO2纳米颗粒复合薄膜光阳极，与Pt对电极和电解质组装成染料敏化太阳能电池（DSSC）。通过光伏性能和电化学阻抗谱测试分析，研究ZnO纳米花与TiO2纳米颗粒的质量比对电池性能的影响。结果表明：随着光阳极中TiO2纳米颗粒的增加，DSSC的开路电压和填充因子提高，当ZnO与TiO2的质量比为83：17时，光电转换效率最高达3．20％；ZnO—TO2染料电池的阻抗谱类似于Gerischer阻抗谱，电子的扩散阻抗与背反应复合阻抗相耦合。

关键词: 染料敏化太阳能电池 , ZnO—TiO2复合光阳极 , 低温水溶液法 , 光伏性能 , 电化学阻抗谱

单晶TiO2纳米线束阵列的合成及光电转换性能研究

葛增娴 , 魏爱香 , 刘俊 , 赵旺 , 刘传标

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2010.01105

采用水热合成技术,以盐酸、去离子水和钛酸丁酯为反应前驱物,在透明导电玻璃(FTO)衬底上合成TiO2纳米线束阵列.采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和高分辨透射电镜(TEM)对其结构和形貌进行了分析.结果表明:在FTO衬底上形成了垂直排列的具有金红石结构的单晶TiO2纳米线束阵列,TiO2纳米线束由4-6nm的几十条纳米线聚集在一起,形成宽度约110-210nm,长度约3gm的四方柱状结构.研究了以TiO2纳米线束阵列为光阳极制备的染料敏化太阳能电池的光电性能,其开路电压为0.72V,短路电流密度为2.9mA/cm2,填充因子为0.42,转换效率为0.88%.

关键词: 水热合成技术 , Ti02纳米线束阵列 , 染料敏化太阳能电池