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TiO2和ZnO纳米棒中的氧非化学计量比：对染料及Sb2S3敏化太阳能电池光伏性能的影响

DOI：10.1016/j.solener.2019.09.009 期刊：Solar Energy 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 通过水热法合成了金红石型TiO?（TiO?-NR）和ZnO（ZnO-NR）纳米棒结构材料。这些氧化物直接生长在氟掺杂SnO?包覆玻璃上，并在450°C空气（AA）和氢气（HA）氛围中退火3小时。详细的物相结构、光学及微观结构研究表明AA样品形成了稳定晶相，HA样品保持结构稳定。TiO?-NR和ZnO-NR光阳极分别呈现g值约1.99和1.95的EPR信号，证实存在氧空位（OV）相关缺陷。TiO?-NR-HA的EPR信号强于TiO?-NR-AA且ZnO-NR-AA中未检测到信号，表明氢化处理增加了缺陷浓度。这使得氢化处理的TiO?-NR-HA和ZnO-NR-HA光阳极在1太阳光照下的光电导率较AA样品提升两个数量级。染料敏化和Sb?S?敏化太阳能电池中，氢化ZnO-NR的光伏功率转换效率提升2-3倍，而TiO?-NR效率则降低一半。这种效率变化与界面阻抗的改变一致：染料或Sb?S?敏化的TiO?-NR-HA光阳极界面阻抗增大，而敏化的ZnO-NR-HA光阳极界面阻抗减小。研究表明尽管光电导率提升1-3个数量级，但敏化剂/光阳极界面阻抗对效率起决定性作用。
作者： Vikas Sharma，Tapan Kumar Das，P. Ilaiyaraja，C. Sudakar
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究TiO2和ZnO纳米棒中氧非化学计量比对染料及Sb2S3敏化太阳能电池光伏性能的影响。

研究成果

氧空位的引入显著影响染料和Sb2S3敏化太阳能电池的效率，其中氢化ZnO纳米棒表现出效率提升，而TiO2纳米棒则效率下降。敏化剂与光阳极之间的界面阻抗对决定太阳能电池的整体效率起着关键作用。

研究不足

该研究仅限于氢化引入的氧非化学计量比对特定敏化太阳能电池光伏性能的影响。这些器件在不同环境条件下的稳定性和长期性能尚未得到广泛研究。

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