研究目的
识别限制下一代金属纳米团簇敏化太阳能电池(MCSSCs)性能的关键因素,并探究金和银纳米团簇(NCs)作为光捕获材料的真实潜力。
研究成果
研究表明,空穴转移效率低下导致的纳米团簇(NC)再生迟缓是造成金属-共轭聚合物染料敏化太阳能电池(MCSSCs)光电流生成效率低和稳定性差的主要原因。该研究指出,开发具有高效空穴捕获能力且无腐蚀性的电解质是未来MCSSCs发展的最紧迫任务。此外,金(Au)与银(Ag)纳米团簇的共敏化或采用金银合金(AuAg)纳米团簇,可综合两类纳米团簇的优势并规避其缺陷。
研究不足
该研究强调,迟缓的空穴转移动力学是影响MCSSCs光电流生成效率和稳定性的关键限制因素??⒕哂懈咝Э昭ㄌ崛∧芰η椅薷葱缘难趸乖员蝗范ㄎ惹行枨蟆?/p>
1:实验设计与方法选择:
本研究通过瞬态吸收光谱(TAS)和电化学阻抗谱(EIS)对比两种代表性纳米团簇(Au与Ag),探究界面电荷转移、传输及复合过程。
2:样品与数据来源:
合成的Au/Ag纳米团簇负载于介孔TiO2薄膜用于太阳能电池制备。
3:实验设备与试剂清单:
包括配制NCs所需的HAuCl4·3H2O、还原型L-谷胱甘肽、NaOH等原料;用于光电极的TiO2薄膜;以及乙腈体系中的Co2+/Co3+氧化还原电解质。仪器包含紫外-可见分光光度计、荧光分光光度计、时间分辨荧光测量装置、太阳光模拟器和瞬态吸收光谱仪。
4:2O、还原型L-谷胱甘肽、NaOH等原料;用于光电极的TiO2薄膜;以及乙腈体系中的Co2+/Co3+氧化还原电解质。仪器包含紫外-可见分光光度计、荧光分光光度计、时间分辨荧光测量装置、太阳光模拟器和瞬态吸收光谱仪。 实验流程与操作规范:
4. 实验流程与操作规范:依次完成NCs合成、TiO2负载及太阳能电池组装,通过TAS/EIS研究电荷转移与复合动力学。
5:数据分析方法:
基于TAS/EIS数据提取激发态寿命、电子转移速率常数及复合电阻等参数。
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Time-resolved PL measurements setup
MicroTime-200
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Performing time-resolved photoluminescence measurements.
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Solar simulator
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Calibrating to AM 1.5G conditions for solar cell testing.
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UV-vis spectrophotometer
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Measuring the absorption spectra of NC solutions and films.
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Recording transient absorption spectra.
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