研究目的
通过热辅助静电纺丝制备的TiO2致密层提升染料敏化太阳能电池（DSSCs）光电转换效率（PCE）的研究
研究成果
通过热辅助静电纺丝制备的TiO2致密层能显著降低复合效应，提高电子寿命和电荷收集效率，从而大幅提升染料敏化太阳能电池（DSSCs）的光电转换效率（PCE）。该方法为开发高效DSSCs提供了极具前景的技术路径。
研究不足
该研究聚焦于通过使用TiO2致密层来提升PCE，但未探究该方法在工业应用中的长期稳定性或可扩展性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用热处理辅助静电纺丝法制备TiO2致密层。以四异丙醇钛与聚乙烯醇混合液作为静电纺丝溶液，随后将该致密层应用于TiO2光阳极以制备染料敏化太阳能电池（DSSCs）。
2：样品选择与数据来源：
选用氧化铟锡（ITO）玻璃作为基底，对比了含与不含TiO2致密层的DSSCs性能差异。
3：实验设备与材料清单：
材料包括ITO玻璃、纳米晶纤维素、3,4-乙烯二氧噻吩、四异丙醇钛、聚乙烯醇、TiO2（Degussa P25）等；设备包含电化学工作站、傅里叶变换红外光谱仪、场发射扫描电镜、X射线衍射仪及紫外-可见分光光度计。
4：实验流程与操作步骤：
制备静电纺丝溶液并涂覆于ITO基底，通过热处理形成致密层，分别构建含/不含致密层的光阳极，组装DSSCs并进行表征测试。
5：数据分析方法：
采用电化学阻抗谱、循环伏安法、紫外-可见吸收光谱及电流-电压测试分析DSSCs性能。
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Field emission scanning electron microscopy (FESEM)
JEOL JSM-7600F
JEOL
Used to investigate the morphological structure of the photoanodes.
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Potentiostat
Autolab PGSTAT204
Autolab
Used for electrochemical measurements including cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy.
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Ultraviolet-visible (UV-Vis) spectrophotometer
Autolab Spectrophotometer UA
Autolab
Used for UV-Vis absorption analysis of the dye molecules.
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Polyvinyl-alcohol (PVA)
Mw 89,000-98,000
Sigma-Aldrich
Used in the electrospun solution to prepare the TiO2 compact layer.
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Indium tin oxide (ITO) glasses
7 Ω/sq
Xinyan Technology Ltd
Used as substrates for the photoanodes in DSSCs.
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Titanium tetraisopropoxide (TTIP)
Sigma-Aldrich
Used as a precursor for the electrospun solution to prepare the TiO2 compact layer.
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TiO2 (Degussa P25)
Sigma-Aldrich
Used to prepare the TiO2 paste for the photoanodes.
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Ruthenizer 535-bis TBA (N719)
Solaronix SA
Used as a dye sensitizer in the DSSCs.
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Iodolyte Z-100
Solaronix SA
Used as the electrolyte in the DSSCs.
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Fourier transform infrared (FTIR) spectrometer
Perkin-Elmer
Used to obtain FTIR spectra of the photoanodes.
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X-ray diffraction (XRD) diffractometer
Shimadzu
Used to record XRD patterns of the photoanodes.
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