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时间:2020-03-26
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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao12632ActaP.-Chim..2012,28(I1),2632-2640November[Article]doi:10.3866/PKU.WHXB201207301www.whxb.pku.edu.cn表面In掺杂TiO2的N719/TiO2-In,FTO薄膜电极的光电转换效率程辉姚江宏曹亚安,(南开大学物理科学学院,天津300071;南开大学泰达应用物理学院,弱光非线性光子学教育部重点实验室,天津300457)摘要:采用溶胶.凝胶法制备出In表面修饰的TiO(TiO.Inx%)纳米粒子,)(%代表在ln掺杂的TiO样
2、品中与h13和Ti离子摩尔百分含量.利用二(四丁基铵)顺式一双(异硫氰基)双(2,2一联毗啶-4,4-■羧酸)钌(II)(N719)作为敏化剂,制备出N719/TiO/FTO(氟掺杂锡氧化物)和N719/TiO.In6/FTO染料敏化薄膜电极.光电转换效率实验表明,在薄膜电极+0.5mol·LLil+O.05mol·LI的三甲氧基丙J~(MPN)溶液+Pt光电池体系中,N719/TiO.Jn/FTO薄膜电极的光电转换效率均高于N719/'1"iOJFTO,其中N719/TiO。-In0.1%/FTO的光电转换效率比N719/TiOdFTO提高了2O%.利用X射线衍射(X
3、RD)、X射线光电子能谱(XPS)、漫反射吸收光谱(DRS)、荧光(PL)光谱和表面光电流作用谱确定了TiO.Inx%样品中In离子的存在方式和能带结构:利用表面光电流作用谱研究了N719/TiO一In,0,FTO薄膜电极的光致界面电荷转移过程.结果表明,ln离子在TiO表丽形成O.1n.CI(n=l,2)物种,该物种的表面态能级位于导带下0.3eV处;在光电流产生过程中,O-ln_CI(n=l,2)表面态能级有效地抑制了光生载流子在TiO.In~/o层的复合,促进了阳极光电流的增加,从而导致N719/TiO.Inx%/FTO薄膜电极的光电转化效率高于N719/TiO/
4、FTO.并进一步讨论了光致界面电荷转移的机理.关键词:TiOz·Inx%;O—In—CI(n=l,2)物种:表面敏化N719/TiOz—Inx%/FTO;光电转换效率中图分类号:0646;0647PhotoeIectricConversionEficiencyofN719/Ti02-Inx%/FTOF_ImElectrodesIncorporatingInDopedattheTi02SurfaceCHENGHui’一YAOJiang—Hong。CAOYa-An,'(CollegeofPhysics,NankaiUniversity,Tianjin300071,尸R.Ch
5、ina;TheKeyLaboratoryofWeakLightNonlinearPhotonicsMinistryofEducation,TedaAppliedPhysicsSchool,NankaiUniversity,Tianjin300457,PR.China)Abstract:NanoparticlesofTiO2withsurfacemodificationbVIndopingwerepreparedusingaso1.geltechnique.ThesematerialshadthegeneralformulaTiO2.Inx%。whererepresent
6、sthemolepercentofInionsinthecombinedIn”andTimetaIioncontent.N719/TiO2/FTO(fluorinedopedtinoxide1andN719/11O2-Inx%/FTOfiImelectredeswereprepared.usingN719dyeasasensitizingagent.Thesethinfilmelectrodeswereincorporatedintosolarcellscomposedof0.5moI·L。LiI.0.05moI·L12,methoxypropionitrile(MPN
7、)andPt.ItwasdeterminedthatthephotoelectricconversioneficienciesoftheN719/TiO2-lnx%/FTOf¨melectrodeswerehigherthanthatofN719/TiO2/FTO.1nparticular.theconversioneficiencyofN719,1_iO2-In0.1%/FTOwas20%greaterthanthatofN719/TiO2/FTO.Thebandstructureandln。ioncontentofTiO2一Inx%s
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