项目名称: DSSCs阳极散射层用Magneli相TiOx反opals制备及电池高效光电转换机理

项目编号: No.51474014

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 矿业工程

项目作者: 张辉

作者单位: 北京交通大学

项目金额: 85万元

中文摘要: DSSCs阳极材料选择和微结构设计是提高电池光收集效率、电荷传输性能以及电池光伏性能的关键。本项目提出使用Magneli相TiOx作阳极材料,并制备用于散射层的TiOx反opals。研究中使用物理化学原理和方法,选择工艺条件及控制因素,合成出TiO2纳米粉,然后通过气氛和条件选择,氢还原TiO2并研究还原反应动力学,制备出纳米Magneli相TiOx粉;通过共组装法在阳极TiOx纳米膜上一步制备出TiOx复合opals,去除模板后获得高比表面积、高电荷输运效率和光收集效率的TiOx反opals光阳极。利用XPS、TEM、光谱术和光电化学等方法研究双层阳极与材料的微观结构、孔结构及表/界面性能,材料表面与染料/电解质间相互作用,电性能与光性能(光带隙),从而揭示电池电子传输和光收集效率以及最终光电转换效率提高的机制。为制备出高效Magneli相TiOx基DSSCs,提供理论和实践基础。

中文关键词: 光子晶体;光电材料;无机材料;动力学

英文摘要: The materials selection and microstructure design for anode of DSSCs is the key to improve the light harvesting and charge transfer efficiencies and the photovoltaic performance of DSSCs. In this proposal, Magneli phase TiOx will be used as anode materials, and Magneli phase TiOx inverse opals as light scattering layer for anode will be prepared as well. Applying the principles and methods of physical chemistry, selecting process conditions and its controlling factors, TiO2 nanopowder will be synthesized. Then TiO2 nanopowder is reduced by hydrogen under certain atmosphere and process parameters, obtaining Magneli phase TiOx nanopowder, and the reduction reaction kinetics will be investigated too. Next the opals filled with TiOx are fabricated on the TiOx nanocrystalline film?coated anode by one?step co?assembly technique. After opals template is removed, an anode with TiOx inverse opals as light scattering layer will be obtained, possessing high specific surface and high light harvesting and charge transfer efficiencies. Using technologies, for example, XPS, TEM, spectroscopies, photoelectrochemical methods, etc., microstructures, porous structure, surface/interfacial properties, interactions between surface of materials and dye/electrolyte molecules, and electrical properties and optical properties (photonic band gap) of bilayer anode and used materials, can be studied. Consequently the mechanisms of enhances on the charge injection and transfer,light harvesting, and ultimate energy conversion efficiencies will be able to be discussed. Above researches will lay the theoretical and practical foundations for the fabrication of Magneli phase TiOx based DSSCs with high energy conversion efficiency.

英文关键词: Photonic crystals;Photoelectric materials;Inorganic materials;Kinetics

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

不可错过!UCSD《机器学习数据系统(ML)》2021课程
专知会员服务
30+阅读 · 2021年11月13日
NeurIPS 2021 | 微观特征混合进行宏观时间序列预测
专知会员服务
39+阅读 · 2021年11月12日
【NeurIPS 2021】基于潜在空间能量模型的可控和组分生成
专知会员服务
15+阅读 · 2021年10月23日
【经典书】线性代数元素,197页pdf
专知会员服务
55+阅读 · 2021年3月4日
【斯坦福CS520】向量空间中嵌入的知识图谱推理,48页ppt
专知会员服务
99+阅读 · 2020年6月11日
你的哪类电子产品换新频率最高?
ZEALER订阅号
0+阅读 · 2022年1月11日
微信AI邀你一起观看2022微信公开课PRO
微信AI
0+阅读 · 2021年12月23日
微软2022校招网申截止倒计时1天!
微软招聘
0+阅读 · 2021年9月30日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年5月31日
小贴士
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员