基于定向TiO2纳米管阵列的染料敏感太阳能电池:电子的运输,捕获和转移
James R Jennings1, Andrei Ghicov, Laurence M Peter
1Department of Chemistry, University of Bath, Bath BA2 7AY, United Kingdom.
Journal of the American Chemical Society
|September 9, 2008
概括
染料敏感的太阳能电池与泰坦亚纳米管显示接近100%的电子收集效率. 电子扩散长度达到100微米,证实这些纳米结构设备的电子传输效率高.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 染料敏感太阳能电池 (DSSC) 是一个有前途的光伏技术.
- 订制的纳米管阵列提供了独特的纳米结构架构,以提高性能.
研究的目的:
- 用不同长度的泰坦纳米管阵列制造的DSSC的特征.
- 为了研究这些纳米管结构内的电子传输,捕获和反向传输动力学.
主要方法:
- 在基板上制造纳米管阵列 (5,10,20微米).
- 使用各种实验技术进行表征,包括电荷提取和瞬态测量.
- 分析电子扩散长度和收集效率.
主要成果:
- 几乎100%的电子收集效率被观察到,即使是20微米厚的纳米管阵列.
- 电子扩散长度被发现大约为100微米.
- 通过考虑非理想的热力学行为来解决电子陷分布测量的差异.
结论:
- 泰坦尼亚纳米管阵列使得在DSSC中高效的电子收集成为可能.
- 长的电子扩散长度支持使用更厚的纳米管薄膜来提高设备性能.
- 在纳米结构的泰坦中精确建模电子行为对于理解设备物理学至关重要.
