DOI:10.1016/j.matchemphys.2020.123542
染料敏化太陽能電池的光陽極優化是提高其性能的關鍵。在這項研究中,通過靜電紡絲制備了含石墨烯的TiO2納米纖維,并通過水熱法摻雜氮元素。之后,使用刮刀涂布工藝制備了氮-石墨烯共摻雜的TiO2納米纖維光陽極。微觀形貌表征表明,氮和石墨烯成功摻雜到具有良好形貌和分布的復合納米纖維中。紫外可見光譜和單色光轉換效率數據表明,氮的摻雜增強了電池對日光的響應。在太陽模擬器下獲得了J-V曲線,轉換效率達到5.01%,比未摻雜時提高了26%。因此,共摻雜復合纖維具有廣闊的應用前景。
圖1.不同石墨烯摻雜濃度的纖維形態和直徑分布:(a)0.0%,(b)0.2%,(c)0.4%,(d)0.6%,(e)0.8%,(f)含不同量石墨烯的纖維在燒結前后的平均直徑曲線。
圖2.(a)G-T復合纖維,(b)燒結后的G-T纖維,(d)G-T-N復合纖維的SEM圖。(c)燒結后的G-T纖維的TEM圖像。
圖3.石墨烯-TiO2復合纖維和石墨烯-TiO2-氮復合纖維的(a)FTIR光譜和(b)XRD圖。
圖4.在550℃燒結的G-T-N復合纖維的XPS光譜:(a)全光譜,(b)C 1s XPS光譜,(c)O 1s XPS光譜,(d)N 1s XPS光譜和(e)Ti 2p XPS光譜。
圖5.復合納米纖維的UV-Vis漫反射圖。
圖6.具有不同光陽極的DSSCs的IPCE曲線(a)和J-V曲線(b),(b)中的插圖是DSSCs的示意圖。