研究目的
研究不同缩聚方法合成的各类荧光碳纳米粒子（碳点，CDs）对钙钛矿光伏器件及光电化学水分解中TiO2薄膜性能的影响。
研究成果
将碳点沉积在二氧化钛薄膜上可提升钙钛矿太阳能电池及水分解光阳极的性能。氮掺杂碳点能提高太阳能电池的开路电压，而巯基和丁基功能化碳点则显著增强水分解过程中的光电流。改性电极在持续运行中保持稳定，且具有更宽的光吸收范围，表明碳点可作为二氧化钛的有效敏化剂。
研究不足
该研究聚焦于特定构型（钙钛矿太阳能电池和用于水分解的光阳极）中CDs在TiO2薄膜上的性能表现。这些体系在实际条件下的长期稳定性和可扩展性尚未得到充分探究。
1：实验设计与方法选择：
通过微波辐照、水热处理及偶联剂溶液化学法合成碳点（CDs），随后进行化学功能化修饰。将这些碳点沉积于二氧化钛（TiO?）薄膜上，评估其在钙钛矿太阳能电池中的性能以及作为水分解光阳极的应用效果。
2：样品选择与数据来源：
以氟掺杂氧化锡（FTO）为基底沉积TiO?薄膜。采用四价阳离子卤化物钙钛矿材料制备钙钛矿太阳能电池。
3：实验设备与材料清单：
微波系统（CEM Discover SP反应器）、高压釜、旋涂仪、日立S-3400N扫描电镜-能谱仪（SEM-EDX）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见分光光度计、光致发光光谱仪，以及用于光电化学（PEC）测量的三电极体系。
4：实验流程与操作步骤：
合成碳点并进行表征后将其负载于TiO?薄膜，随后在模拟太阳光下测试该薄膜在钙钛矿太阳能电池及水分解光阳极中的性能。
5：数据分析方法：
元素分析、红外光谱、紫外-可见吸收光谱、光致发光光谱、扫描电镜-能谱分析（SEM-EDX）、拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）、接触角测量，以及包括循环伏安法、稳态光电流测试和开路电位测量在内的电化学测试。
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SEM-EDX
Hitachi S-3400 N
Hitachi
Used for scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy to characterize electrode composition.
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UV/Vis spectrophotometer
Shimadzu UV-2401 PC
Shimadzu
Used for recording UV/Vis absorption spectra of CDs.
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microwave system
CEM Discover SP reactor
CEM
Used for the synthesis of MW-CDs through microwave irradiation.
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autoclave
Used for hydrothermal synthesis of o-PDA-CDs.
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spin coater
Used for depositing mesoporous TiO2 paste and CD suspension on substrates.
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X-ray photoelectron spectroscopy
ESCAPlus spectrometer
Used for XPS measurements to analyze the chemical environment of titanium.
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photoluminescence spectrometer
Horiba Jobin Yvon Fluoromax-P
Horiba Jobin Yvon
Used for recording photoluminescence excitation and emission spectra of CDs.
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three-electrode cell
Used for photoelectrochemical water splitting measurements.
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