研究目的
研究将还原氧化石墨烯(rGO)集成到染料敏化太阳能电池(DSSC)的二氧化钛(TiO2)光阳极中,以克服因电子复合和光阳极低透明度导致的效率低下问题。
研究成果
在染料敏化太阳能电池中,将还原氧化石墨烯(rGO)整合到二氧化钛(TiO2)光阳极表现出良好效果,其中2 wt%的rGO负载量获得了最佳效率。但更高浓度的rGO会导致效率下降,表明需要进一步优化。
研究不足
DSSC的效率随着rGO负载量的增加而降低,这可能是由于光阳极中电子转移效率低下所致。该研究表明需进一步优化rGO以提升DSSC性能。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用简易Hummer法合成氧化石墨烯片层,并将还原氧化石墨烯(rGO)以0%、1%、2%、4%和5%的重量百分比掺入染料敏化太阳能电池(DSSC)的二氧化钛(TiO2)光阳极中。
2:0%、1%、2%、4%和5%的重量百分比掺入染料敏化太阳能电池(DSSC)的二氧化钛(TiO2)光阳极中。
样品选择与数据来源:
2. 样品选择与数据来源:以石墨粉为原料制备氧化石墨烯。
3:实验设备与材料清单:
设备包括离心机、真空泵过滤装置、加热板和太阳光模拟器;材料包含石墨粉、浓硫酸(H2SO4)、亚硝酸钠(NaNO3)、高锰酸钾(KMnO4)、过氧化氢(H2O2)、肼、二氧化钛纳米粉(P25德固赛)、ITO玻璃、钌染料及Platisol。
4:4)、亚硝酸钠(NaNO3)、高锰酸钾(KMnO4)、过氧化氢(H2O2)、肼、二氧化钛纳米粉(P25德固赛)、ITO玻璃、钌染料及Platisol。
实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:通过Hummer法由石墨粉制备氧化石墨烯,再还原为rGO;将rGO掺入二氧化钛胶体分散液中制备TiO2-rGO纳米复合材料;采用刮涂法沉积光阳极以制备DSSC器件。
5:数据分析方法:
通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对样品进行表征;利用太阳光模拟器测量电流-电压(IV)曲线评估DSSC器件性能。
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