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四氯化钛与镁氢硅酸盐纳米管反应中二氧化钛微晶的形成机制
摘要： 本文研究了以四氯化钛和水蒸气为前驱体，在管状镁硅水合物Mg3Si2O5(OH)4（蛇纹石的合成类似物）纳米管上进行的二氧化钛原子层沉积首循环过程。通过X射线衍射、红外光谱、电子显微镜和氮气吸附测量对产物的结构和形貌进行了表征。采用原位重量分析法跟踪了蛇纹石与氯化氢的副反应。在150°C时，四氯化钛的化学吸附会在蛇纹石纳米管表面形成单分子层钛-氯基团，同时保持其原始晶体结构。相比之下，在300-400°C的较高温度下，该过程因包括基底脱羟基作用以及释放的水与四氯化钛反应形成纳米管间隙中二氧化钛微晶的次级相互作用而变得复杂。氯化氢（四氯化钛化学吸附和二氧化钛形成过程中的副产物）的作用导致蛇纹石发生降低其热稳定性并引发脱羟基的结构转变。
关键词： 原子层沉积，反应前沿推进，四氯化钛，氯化氢，蛇纹石（Mg3Si2O5(OH)4）纳米管
更新于2025-09-23 15:19:57
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四氯化钛表面处理对提高染料敏化太阳能电池电荷传输性能及整体性能的影响
摘要： 本研究考察了二氧化钛（TiO?）光电极经四氯化钛（TiCl?）处理后染料敏化太阳能电池（DSSC）的光伏特性与电化学性能。实验制备了未处理、预处理及后处理的三种光电极以构建完整DSSC。将光电极置于40mM TiCl?溶液中80℃敏化30分钟，随后500℃烧结。场发射扫描电镜（FESEM）分析显示，TiCl?处理显著增大了TiO?纳米颗粒的颈部连接与粒径尺寸，从而优化了电子传输路径。经后处理的TiO?层因与FTO基底结合紧密且分布均匀，光吸收强度提升，使电流密度从12.1 mAcm?2增至18.95 mAcm?2（增幅56.7%），光电转换效率从4.08%提升至8.03%（增幅96.9%）。电化学阻抗谱表明，处理后TiO?/电解质界面电荷转移电阻从16.11Ω增至24.06Ω（增幅49.39%），有效抑制了电荷复合。电子寿命由0.4 ms延长至1.59 ms，使电荷收集效率较未处理电极提高31.09%，证实TiCl?处理对DSSC界面电荷分离与收集具有关键作用。
关键词： 电荷传输，染料敏化太阳能电池表面处理，四氯化钛，电荷收集效率（CCE）
更新于2025-09-19 17:13:59
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厚度控制与界面修饰在高效平面钙钛矿太阳能电池组装中的作用
摘要： 钙钛矿太阳能电池（PSCs）在短短十年内取得了巨大成功。这一成就关键依赖于组分工程、钙钛矿层形貌控制，或取决于高温退火介孔TiO?，但对简便TiCl?处理作用及致密TiO?层厚度控制的定量分析尚未充分开展。本文报道了通过简便控制电子传输层TiO?厚度并进行后处理来制备高效平面PSCs。TiCl?处理TiO?层可消除表面陷阱并降低电池中的电荷复合。在TiCl?水溶液中引入乙醇进一步提高了相关器件的开路电压和短路电流密度，从而增强了功率转换效率（PCE）。经过最佳TiCl?处理后，采用TiCl?水溶液处理的TiO?的PSCs实现了16.42%的PCE，而采用TiCl?水/乙醇溶液处理的TiO?的PSCs实现了19.24%的PCE。这项工作揭示了简单平面PSCs的巨大潜力——无需复杂组分工程，也避免了介孔支架层的沉积与优化。
关键词： 四氯化钛，二氧化钛，表面处理，钙钛矿太阳能电池
更新于2025-09-11 14:15:04
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采用水和甘油溶剂体系水解TiCl?制备TiO?纳米颗粒
摘要： 采用四氯化钛（TCl4）为前驱体，在水与甘油构成的新型反应介质中通过沉淀法合成了锐钛矿相二氧化钛纳米颗粒（NPs）。通过拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外-可见光谱及场发射扫描电子显微镜（FESEM）对所得光催化剂进行表征。拉曼光谱表明经300℃和400℃煅烧后形成了结晶态锐钛矿相TiO2 NPs。通过观测Ti-O网络的主要特征FT-IR振动谱带确认了TiO2 NPs的形成。根据UV-Vis DRS光谱计算得带隙范围为3.02-3.28 eV。FESEM图像显示纳米颗粒呈球形，以纳米团簇形式存在，晶粒尺寸介于9.50-26.14 nm之间。图像表明随着煅烧温度升高，TiO2 NPs尺寸也随之增大。甘油的引入促进了更小颗粒的形成并降低了TiO2 NPs的带隙。
关键词： 沉淀法、二氧化钛纳米颗粒、水解、锐钛矿相、拉曼光谱、场发射扫描电子显微镜、紫外-可见光谱、水和甘油溶剂体系、傅里叶变换红外光谱、四氯化钛
更新于2025-09-09 09:28:46