项目名称: 介观结构多酸-二氧化钛纳米材料的可控合成及相关性能研究

项目编号: No.51472034

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 一般工业技术

项目作者: 颜学敏

作者单位: 长江大学

项目金额: 83万元

中文摘要: 二氧化钛由于其优异的光电转换及物化性能成为太阳能电池光阳极材料的研究热点,实现二氧化钛基光电极材料纳米结构单元组装体的有序性和周期性,提高其光散射性能和电子传输效率是二氧化钛基光电材料研究领域的重要前沿课题。本项目拟从材料的设计合成入手,采用多元自组装方法构建以多酸-二氧化钛纳米结构单元为基础的复合介观结构光阳极,利用多酸优异的电子接受能力,有效抑制电荷复合,提高光阳极的电子迁移率;通过调控材料的介观结构,提高光阳极的光散射性能和电子传输速率。项目详细研究多酸-二氧化钛纳米复合材料组成、晶体结构、微观形态、介观形貌对染料敏化太阳能电池光电转换效率及电池稳定性的影响规律;揭示光激发电子注入和电子在复合介观结构光阳极中传输的微观动力学过程和内在机理。本项目的实施可为二氧化钛基纳米光电功能材料的可控合成提供新的思路,同时可为低成本、高效率染料敏化太阳能电池器件的自主开发提供理论依据与技术支撑。

中文关键词: 多酸-二氧化钛;纳米复合材料;介观结构;可控合成;光电转换

英文摘要: On account of its excellent photoelectric conversion and physical-chemical properties, titania photoanode material has become one of the research hotspots in solar cell field. It is the important pioneering issue in the field of titania-based photoelectrode material to realize the ordering and periodicity of titania nanobuilding blocks, so as to increase its light scattering properties and electron transmission efficiency. This project intends to design and synthesis a kind of novel photoanode material. Photoanodes with composite mesostructure are constructed by multiple self-assembly method on the basis of polyoxometallate-titania nanobuilding blocks. The excellent electronic acceptance of polyoxometallate is utilized to effectively inhibit the charge recombination and increase the electron mobility of photoanodes.The mesostructure of materials are regulated to enhance the light scattering properties and electron transport rate of photoanodes. In this project, it will be researched detailedly into the influence rules of the component, crystalline structure, micromorphology and mesostructure of polyoxometallate-titania nanocomposites on the photoelectric conversion efficiency and stability of dye-sensitized solar cell. Microcosmic dynamics processes and inner mechanism of electron injection and transmission in mesostructure composite photoanodes will be explored. The execution of the project can not only provide new ideas for the controlledly synthesis of titania-based nano photoelectric functional materials, but also can provide theoretical foundation and technical support for the independent development of low-cost, high-efficiency dye-sensitized solar cell devices.

英文关键词: polyoxometalate-titania;nanocomposite;mesostructure;controllable synthesis;photoelectric conversion

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