CN102280268A - 一种双层结构染料敏化太阳能电池光阳极及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及染料敏化太阳能电池材料领域。一种双层结构染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：1)用水热法在导电玻璃上生长出一层TiO2纳米棒阵列薄膜；2)用化学诱导自转变法合成TiO2空心球；3)，将TiO2空心球制备成浆料，将TiO2浆料用刮涂法涂敷到TiO2纳米棒阵列薄膜上，然后在马弗炉中烧结，得到双层结构染料敏化太阳能电池光阳极。本发明的双层结构染料敏化太阳能电池光阳极具有较大的比表面；提高了光阳极对太阳光的吸收；提高了电子的迁移速率；减小了暗电流；从而提高了电池的光电转换效率。同时水热生长的阵列膜提升了光阳极与导电玻璃的结合强度，这有利于制备大面积电池。而且本制备方法工艺简单，可重复性强。

Description

一种双层结构染料敏化太阳能电池光阳极及其制备方法
技术领域
本发明涉及染料敏化太阳能电池材料领域，尤其涉及一种二氧化钛一维纳米材料和纳米颗粒双层结构光阳极及其制备方法。
背景技术
随着不可再生资源的日益枯竭以及能源消耗的持续增加，能源问题已成为全人类生存与发展面临的严重挑战。太阳能具有取之不尽、用之不竭、安全可靠、无污染、不受地理环境制约等诸多优点，愈来愈受到广泛重视。染料敏化太阳能电池作为一种新型的化学太阳能电池，以其简单的制作工艺、低廉的成本、较高的能量转换效率，良好的应用前景而倍受关注。它是由导电玻璃，二氧化钛半导体薄膜，染料敏化剂，氧化还原电解质和镀铂对电极组成的“三明治”式结构。
在染料敏化太阳能中，半导体二氧化钛薄膜是它的重要组成部分，它起到了吸附染料，分离电荷及传输光生载流子的功能。理想的光阳极应该具有较大的比表面和较高的孔隙率，较快的电子传输能力，较高的光捕获能力和较低的电子复合。
为此，中国科学院上海技术物理研究所公开了一种染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，该方法利用溶胶凝胶法，以嵌段聚合物为模板，诱导钛的前驱体溶液水解并形成有机-无机均匀有序的介观结构，利用旋涂法使其在导电玻璃上成膜，采用快速退火法脱除有机模板同时使薄膜晶化。该方法得到的光阳极具有较大比表面，较高的孔隙率和均一的孔径分布，从而提高了电池的转换效率(申请号：200810041804.0，公开号：CN 101339851A)。
宁波大学公开了染料敏化太阳能电池光阳极及制备方法和应用，该发明的优点在于：以胶体碳作为模板在二氧化钛光阳极中形成球形孔洞结构，以增加光在二氧化钛薄膜中的传播路径，增加了光阳极的散射性能，提高了光被二氧化钛薄膜吸收的几率，有助于电池光电转换效率的提高(申请号：200910155189.0，公开号：CN 101728081A)。
彩虹集团公司公开了一种染料敏化太阳能电池光阳极及其制备方法，其特征在于：在二氧化钛多孔薄膜上沉积纳米二氧化硅阻挡层，由于在染料敏化的纳米晶多孔薄膜与电解质之间形成阻挡层，有效抑制了薄膜中电子向电解质的方向复合，使反应向有利于电子转移的方向进行，从而改善了电池光电转换效率(申请号：200910218663.X，公开号：CN 101697320A)。
鉴于以上情况，实有必要发明一种光阳极同时具备以上各种优势，以获取更高的光电转换效率。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状，提供一种双层结构染料敏化太阳能电池光阳极及其制备方法，该光阳极的光电转换效率高。
为达到以上目的，本发明是采用如下技术方案予以实现的：一种双层结构染料敏化太阳能电池光阳极，其特征在于它包括TiO2空心球层、TiO2纳米棒阵列薄膜层、导电玻璃，TiO2纳米棒阵列薄膜层位于导电玻璃的表面上，TiO2空心球层位于TiO2纳米棒阵列薄膜层上。
一种双层结构染料敏化太阳能电池光阳极，其特征在于它包括TiO2空心球层、TiO2纳米棒阵列薄膜层、导电玻璃，TiO2纳米棒阵列薄膜层位于导电玻璃的表面上，TiO2空心球层位于TiO2纳米棒阵列薄膜层上。
所述的TiO2纳米棒阵列薄膜包含一层很薄的致密的TiO2阻挡层。
用所制备的TiO2空心球作成光阳极，它的比表面积为70-90m2/g；而用商业购买的TiO2纳米颗粒(P25)做成的光阳极的比表面积只有45m2/g，其较大的比表面可以有效的吸附染料；TiO2纳米棒阵列薄膜层可以加速电子传输速率，同时可作光散射层，从而提高光阳极对入射光的利用效率；TiO2阻挡层可以有效的抑制电子复合，增加薄膜的结合强度。
上述一种双层结构染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)制备TiO2纳米棒阵列薄膜：按酸∶无水乙醇∶饱和的氯化钠溶液∶有机钛盐＝15-25mL∶25-35mL∶1-15mL∶0.5-1mL，选取酸、无水乙醇、饱和的氯化钠溶液和有机钛盐；将酸、无水乙醇和饱和的氯化钠溶液依次加入到容器(如烧瓶)中，搅拌5-20min，得到混合溶液A；然后将有机钛盐滴加到上述混合溶液A中，继续搅拌10-30min，得到前驱体溶液；把此前驱体溶液转移到水热釜中，往水热釜中放入导电玻璃，使导电玻璃浸入前驱体溶液中，水热温度为130-200℃，水热时间3-20h；反应结束后，取出导电玻璃用去离子水冲洗2-6次，在空气中自然晾干，得到表面附着有一层TiO2纳米棒阵列薄膜的导电玻璃；
2)制备TiO2空心球：按Ti(SO4)2∶去离子水∶NH4F∶尿素＝2.4g∶150mL∶0.37g∶1.2g，选取Ti(SO4)2、去离子水、NH4F和尿素；将Ti(SO4)2加入到去离子水中，搅拌10-20min，得到Ti(SO4)2溶液，所述的搅拌在氮气环境下进行；之后依次加入NH4F和尿素到上述Ti(SO4)2溶液中去，搅拌20-30min，得到混合溶液B，所述的搅拌在氮气环境下进行；接着把混合溶液B转移到水热釜中进行水热，水热温度为180℃，水热时间12h；反应结束后，对所得到的沉淀物分别用水冲洗、醇冲洗各三次；最后冲洗后的沉淀物在80℃下真空干燥12-24h，得到TiO2空心球，储存备用；
3)制备双层光阳极：按TiO2空心球∶乙基纤维素∶松油醇＝1g∶0.4-0.8g∶5-10g，选取TiO2空心球、乙基纤维素和松油醇；将TiO2空心球、乙基纤维素和松油醇混合形成浆料；将浆料涂敷在TiO2纳米棒阵列薄膜上，涂敷厚度为10-20μm；然后转移到马弗炉中，先于450℃、保温30min烧结，然后升温至500℃、保温30min烧结，升温速率为2-5℃/min；自然冷却，得到双层结构染料敏化太阳能电池光阳极。
本发明制备过程中所用到的酸为浓盐酸。用到的有机钛盐可以是钛酸正丁酯或四氯化钛，优选钛酸正丁酯。用到的导电玻璃可以是掺氟的氧化锡导电玻璃(FTO)或掺锡的氧化铟导电玻璃(ITO)，优选FTO。
步骤1)的水热温度为150℃，优选水热时间为17小时。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、具备较大的比表面、较高的孔隙率、较快电子传输能力、较高的光捕获能力和较低的电子复合。本发明的双层结构染料敏化太阳能电池光阳极能有效吸附染料；提高了光阳极对太阳光的吸收；提高了电子的迁移速率；减小了暗电流；提高了电池的光电转换效率。
2、同时水热生长的阵列膜提升了薄膜与导电玻璃的结合强度，这有利于制备大面积电池。
3、而且本制备方法工艺简单，可重复性强。
附图说明：
图1为水热生长的TiO2纳米棒阵列薄膜的扫描电镜图。
图2为TiO2空心球的扫描电镜图(a)和透射电镜电镜图(b)。
图3为双层结构光阳极的扫描电镜图。
图4为TiO2纳米棒阵列薄膜光阳极，TiO2空心球薄膜光阳极和双层结构染料敏化太阳能电池光阳极(TiO2双层结构光阳极)的光电流-电压曲线。
图5为本发明的双层结构染料敏化太阳能电池光阳极的结构示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
一种双层结构染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，它包括如下步骤：
1)第一步，制备TiO2纳米棒阵列薄膜：将25mL的酸(浓盐酸)、25mL无水乙醇和5mL饱和的氯化钠溶液依次加入到100mL的烧瓶中，使总体积为55mL，搅拌20min，使它们混合均匀，得到混合溶液A；然后用移液枪移取1mL的钛酸正丁酯滴加到上述混合溶液A中，继续搅拌30min分钟，直到得到透明的前驱体溶液；把此前驱体溶液转移到水热釜(聚四氟乙烯水热釜)中，同时往水热釜中放2块洗干净的导电玻璃，导电玻璃为掺氟的氧化锡导电玻璃(FTO)，导电玻璃浸入前驱体溶液中，水热温度为180℃，水热时间3.5h；反应结束后，取出导电玻璃用去离子水冲洗5次，在空气中自然晾干，在导电玻璃上得到一层TiO2纳米棒阵列薄膜(得到表面附着有一层TiO2纳米棒阵列薄膜的导电玻璃)。
2)第二步，制备TiO2空心球：2.4g Ti(SO4)2加入到150mL的去离子水中，强烈的搅拌10min，得到Ti(SO4)2溶液，所述的搅拌在氮气环境下进行；之后依次加入0.37g NH4F和1.2g尿素到上述Ti(SO4)2溶液中去，搅拌30min，得到混合溶液B，所述的搅拌在氮气环境中进行；紧接着把混合溶液B转移到水热釜中进行水热，水热温度为180℃，水热时间12h；反应结束后，对所得到的白色沉淀物分别用水冲洗、醇冲洗各三次；最后冲洗后的白色沉淀物(白色粉末)在80℃下真空干燥12h，得到TiO2空心球，储存备用。
3)第三步，制备双层光阳极：将1gTiO2空心球、0.5g乙基纤维素和8g松油醇混合形成的浆料；将浆料涂敷在TiO2纳米棒阵列薄膜上，浆料涂敷厚度为10μm；然后转移到马弗炉中，先于450℃、保温30min烧结，然后升温至500℃、保温30min烧结，升温速率为3℃/min；自然冷却，得到双层结构染料敏化太阳能电池光阳极(如图5所示)。
图1给出了第一步制备得到的TiO2纳米棒阵列薄膜的扫描电镜图(图1a正面图，图1b是断面图)，从图1中可以看出：水热得到的TiO2纳米棒阵列薄膜是由垂直于掺氟的氧化锡导电玻璃(FTO)的TiO2纳米棒高度有序的排列组成，一维结构有利于电子的传输；每根TiO2纳米棒的直径在100nm左右，较大的直径有利于光的捕获；同时在TiO2纳米棒阵列和FTO之间有一层致密的TiO2阻挡层，可以有效的抑制电子的复合。同时生长而成的薄膜比用手涂或丝网印刷得到的薄膜的结合强度要高很多。这有利于制备大面积电池。
图2给出了第二步制备得到的TiO2空心球的扫描电镜图和透射电镜图(图2a为扫描电镜图，图2b是透射电镜图)，从图2上可以清晰的看出，用化学诱导自转变法合成的TiO2粉末是空心球结构且具有多孔的结构，空心球的球壁是由细小的纳米颗粒组成，这保证了TiO2空心球具有较大的比表面积。
图3给出了第三步制备得到的双层结构染料敏化太阳能电池光阳极。从图3上可清晰的看出：烧结之后，上层保持了空心球的多孔结构，下层保持了纳米棒的有序性。
图4给出了TiO2纳米棒阵列薄膜光阳极，TiO2空心球薄膜光阳极和双层结构染料敏化太阳能电池光阳极(TiO2双层结构光阳极)的光电流-电压曲线。从图4上可以看出：三种光阳极组装成的电池具有相似的开路电压，但双层结构光阳极具有最大的光电流密度，为11.64mA/cm2；从图上所得数据可进一步算出三种光阳极的效率分别为0.99％，3.93％和4.57％(说明本发明的光电转换效率高)，从而可以看出双层结构可以有效的提高染料敏化太阳能电池的性能。
因为TiO2空心球作成的光阳极的比表面积为70-90m2/g，而商业购买的TiO2纳米颗粒(P25)做成的光阳极的比表面积只有45m2/g，所以双层结构具有较大的比表面，从而可以有效的吸附染料。TiO2纳米棒的直径在100nm左右，长度为4μm左右，较大的直径和长度，增加了光在薄膜中的传播路程，所以可以提高光阳极对太阳光的吸收。因为TiO2纳米棒可以为光生电子提供直接的电子通路，自然就提高了电子的迁移速率，而且可以减少电子的复合。同时致密的二氧化钛阻挡层也能抑制电子的复合，所以双层结构具有更小的暗电流。由于双层结构得到最高的转换效率，进一步证实双层结构具有以上优点。
实施例2：
一种双层结构染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，它包括如下步骤：
1)制备TiO2纳米棒阵列薄膜：将15mL的酸(浓盐酸)、25mL无水乙醇和15mL饱和的氯化钠溶液依次加入到100mL的烧瓶中，使总体积为55mL，搅拌5min，使它们混合均匀，得到混合溶液A；然后用移液枪移取0.5mL的钛酸正丁酯滴加到上述混合溶液A中，继续搅拌10min，直到得到透明的前驱体溶液；把此前驱体溶液转移到聚四氟乙烯水热釜中，同时往水热釜中放1块洗干净的导电玻璃[用到的导电玻璃是掺氟的氧化锡导电玻璃(FTO)]，导电玻璃浸入前驱体溶液中，水热温度为130℃，水热时间3h；反应结束后，取出导电玻璃用去离子水冲洗2次，在空气中自然晾干，得到表面附着有一层TiO2纳米棒阵列薄膜的导电玻璃；
2)制备TiO2空心球：2.4g Ti(SO4)2加入到150mL的去离子水中，强烈的搅拌10min，得到Ti(SO4)2溶液，所述的搅拌在氮气环境下进行；之后依次加入0.37g NH4F和1.2g尿素到上述Ti(SO4)2溶液中去，搅拌20min，得到混合溶液B，所述的搅拌在氮气环境下进行；接着把混合溶液B转移到水热釜中进行水热，水热温度为180℃，水热时间12h；反应结束后，对所得到的白色沉淀物分别用水冲洗、醇冲洗各三次；最后冲洗后的白色沉淀物(白色粉末)在80℃下真空干燥12h，得到TiO2空心球，储存备用；
3)制备双层光阳极：将1gTiO2空心球、0.4g乙基纤维素和5g松油醇混合形成浆料；将浆料涂敷在TiO2纳米棒阵列薄膜上，涂敷厚度为12μm(厚度低于10μm，效率比较低；厚度在10-20μm时，效率变化不大)；然后转移到马弗炉中，先于450℃、保温30min烧结，然后升温至500℃、保温30min烧结，升温速率为2℃/min；自然冷却，得到双层结构染料敏化太阳能电池光阳极。
本实施例的吸附染料、光电转换效率的实验与实施例1本同，其结果与实施例1基本相同；说明本实施例所得到的光阳极能有效吸附染料、光电转换效率高。
实施例3：
一种双层结构染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，它包括如下步骤：
1)制备TiO2纳米棒阵列薄膜：将25mL的酸(浓盐酸)、35mL无水乙醇和1mL饱和的氯化钠溶液依次加入到100mL的烧瓶中，搅拌20min，使它们混合均匀，得到混合溶液A；然后用移液枪移取1mL的四氯化钛滴加到上述混合溶液A中，继续搅拌30min，直到得到透明的前驱体溶液；把此前驱体溶液转移到水热釜中，同时往水热釜中放洗干净的导电玻璃[用到的导电玻璃是掺锡的氧化铟导电玻璃(ITO)]，导电玻璃浸入前驱体溶液中，水热温度为200℃，水热时间20h；反应结束后，取出导电玻璃用去离子水冲洗6次，在空气中自然晾干，得到表面附着有一层TiO2纳米棒阵列薄膜的导电玻璃；
2)制备TiO2空心球：2.4g Ti(SO4)2加入到150mL的去离子水中，强烈的搅拌20min，得到Ti(SO4)2溶液，所述的搅拌在氮气环境下进行；之后依次加入0.37g NH4F和1.2g尿素到上述Ti(SO4)2溶液中去，搅拌30min，得到混合溶液B，所述的搅拌在氮气环境下进行；接着把混合溶液B转移到水热釜中进行水热，水热温度为180℃，水热时间12h；反应结束后，对所得到的白色沉淀物分别用水冲洗、醇冲洗各三次；最后冲洗后的白色沉淀物(白色粉末)在80℃下真空干燥24h，得到TiO2空心球，储存备用；
3)制备双层光阳极：将1gTiO2空心球、0.8g乙基纤维素和10g松油醇混合形成浆料；将浆料涂敷在TiO2纳米棒阵列薄膜上，涂敷厚度为15μm；然后转移到马弗炉中，先于450℃、保温30min烧结，然后升温至500℃、保温30min烧结，升温速率为5℃/min；自然冷却，得到双层结构染料敏化太阳能电池光阳极。
本实施例的吸附染料、光电转换效率的实验与实施例1本同，其结果与实施例1基本相同；说明本实施例所得到的光阳极能有效吸附染料、光电转换效率高。

Claims (7)

1.一种双层结构染料敏化太阳能电池光阳极，其特征在于它包括TiO2空心球层、TiO2纳米棒阵列薄膜层、导电玻璃，TiO2纳米棒阵列薄膜层位于导电玻璃的表面上，TiO2空心球层位于TiO2纳米棒阵列薄膜层上。
2.根据权利要求1所述的一种双层结构染料敏化太阳能电池光阳极，其特征在于所述的TiO2纳米棒阵列薄膜包含一层TiO2阻挡层。
3.如权利要求1所述的一种双层结构染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)制备TiO2纳米棒阵列薄膜：按酸∶无水乙醇∶饱和的氯化钠溶液∶有机钛盐＝15-25mL∶25-35mL∶1-15mL∶0.5-1mL，选取酸、无水乙醇、饱和的氯化钠溶液和有机钛盐；将酸、无水乙醇和饱和的氯化钠溶液依次加入到容器中，搅拌5-20min，得到混合溶液A；然后将有机钛盐滴加到上述混合溶液A中，继续搅拌10-30min，得到前驱体溶液；把此前驱体溶液转移到水热釜中，往水热釜中放入导电玻璃，使导电玻璃浸入前驱体溶液中，水热温度为130-200℃，水热时间3-20h；反应结束后，取出导电玻璃用去离子水冲洗2-6次，在空气中自然晾干，得到表面附着有一层TiO2纳米棒阵列薄膜的导电玻璃；
2)制备TiO2空心球：按Ti(SO4)2∶去离子水∶NH4F∶尿素＝2.4g∶150mL∶0.37g∶1.2g，选取Ti(SO4)2、去离子水、NH4F和尿素；将Ti(SO4)2加入到去离子水中，搅拌10-20min，得到Ti(SO4)2溶液，所述的搅拌在氮气环境下进行；之后依次加入NH4F和尿素到上述Ti(SO4)2溶液中去，搅拌20-30min，得到混合溶液B，所述的搅拌在氮气环境下进行；接着把混合溶液B转移到水热釜中进行水热，水热温度为180℃，水热时间12h；反应结束后，对所得到的沉淀物分别用水冲洗、醇冲洗各三次；最后冲洗后的沉淀物在80℃下真空干燥12-24h，得到TiO2空心球，储存备用；
3)制备双层光阳极：按TiO2空心球∶乙基纤维素∶松油醇＝1g∶0.4-0.8g∶5-10g，选取TiO2空心球、乙基纤维素和松油醇；将TiO2空心球、乙基纤维素和松油醇混合形成浆料；将浆料涂敷在TiO2纳米棒阵列薄膜上，涂敷厚度为10-20μm；然后转移到马弗炉中，先于450℃、保温30min烧结，然后升温至500℃、保温30min烧结，升温速率为2-5℃/min；自然冷却，得到双层结构染料敏化太阳能电池光阳极。
4.根据权利要求3所述的一种双层结构染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于所用到的酸为浓盐酸。
5.根据权利要求3所述的一种双层结构染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于用到的有机钛盐是钛酸正丁酯或四氯化钛。
6.根据权利要求3所述的一种双层结构染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于用到的导电玻璃是掺氟的氧化锡导电玻璃或掺锡的氧化铟导电玻璃。
7.根据权利要求3所述的一种双层结构染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于步骤1)的水热温度为150℃，水热时间为17小时。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103896330A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 中国科学院上海硅酸盐研究所 改性二氧化钛、其制备方法和用其形成的太阳能电池
CN104576074A (zh) * 2015-01-09 2015-04-29 哈尔滨工业大学 一种超长TiO2纳米线阵列薄膜光阳极的制备方法
CN105489381A (zh) * 2015-11-10 2016-04-13 湖北大学 染料敏化太阳能电池光散射层及其制备方法
CN105712280A (zh) * 2016-02-03 2016-06-29 中国科学院合肥物质科学研究院 金属氧化物空心球阵列膜及其制备方法
CN105964234A (zh) * 2016-06-06 2016-09-28 南京工业大学 一种制备陶瓷膜负载TiO2材料的方法
CN106601845A (zh) * 2016-11-29 2017-04-26 梁结平 无框光伏组件及电池板
CN106902860A (zh) * 2017-03-23 2017-06-30 金陵科技学院 一种B/N共掺杂TiO2空心球的制备方法
CN107027739A (zh) * 2017-04-21 2017-08-11 上海博历机械科技有限公司 一种含有led照明装置可连续工作的机场驱鸟系统
CN107039190A (zh) * 2017-04-21 2017-08-11 上海为然环保科技有限公司 一种包含二氧化钛空心球结构的染料敏化太阳能电池
CN107039189A (zh) * 2017-04-21 2017-08-11 上海耐相智能科技有限公司 一种基于双层复合结构的光阳极
CN107068409A (zh) * 2017-04-27 2017-08-18 上海耐相智能科技有限公司 一种包含优化结构光电极的染料敏化太阳能电池
CN107086656A (zh) * 2017-05-31 2017-08-22 深圳众厉电力科技有限公司 一种无人机充电装置
CN107093519A (zh) * 2017-04-27 2017-08-25 深圳市创艺工业技术有限公司 一种太阳能供电的显示装置
CN107195725A (zh) * 2016-06-03 2017-09-22 合肥工业大学 石墨烯/TiO2纳米柱阵列肖特基结紫外光电探测器及其制备方法
CN107555809A (zh) * 2016-07-01 2018-01-09 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种电致变色纳米复合薄膜及其制备方法
CN108390641A (zh) * 2018-02-10 2018-08-10 深圳森阳环保材料科技有限公司 一种高效的太阳能电池板集热器
CN108397074A (zh) * 2018-02-10 2018-08-14 深圳万发创新进出口贸易有限公司 一种智能温室窗户
CN108422877A (zh) * 2018-02-10 2018-08-21 深圳森阳环保材料科技有限公司 一种顶棚式太阳能充电站
CN108447688A (zh) * 2018-02-10 2018-08-24 深圳大图科创技术开发有限公司 一种太阳能节能型中央空调
CN108443803A (zh) * 2018-02-10 2018-08-24 深圳汇创联合自动化控制有限公司 基于太阳能跟踪器的太阳能路灯
CN108447693A (zh) * 2018-03-01 2018-08-24 深圳市创艺工业技术有限公司 利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置
CN108447689A (zh) * 2018-02-10 2018-08-24 深圳凯达通光电科技有限公司 基于染料敏化太阳能电池的抽拉式太阳能收集装置
CN112885607A (zh) * 2020-12-25 2021-06-01 北方民族大学 一种致密硫化铅量子点薄膜敏化二氧化钛纳米棒阵列的复合光阳极结构及制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080041446A1 (en) * 2006-08-09 2008-02-21 Industrial Technology Research Institute Dye-sensitized solar cells and method for fabricating same
CN101411001A (zh) * 2006-02-16 2009-04-15 索莱赞特公司 纳米颗粒敏化的纳米结构的太阳能电池
CN101456585A (zh) * 2009-01-04 2009-06-17 武汉理工大学 一种尿素改性的高光催化活性二氧化钛空心微球的原位自转变制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101411001A (zh) * 2006-02-16 2009-04-15 索莱赞特公司 纳米颗粒敏化的纳米结构的太阳能电池
US20080041446A1 (en) * 2006-08-09 2008-02-21 Industrial Technology Research Institute Dye-sensitized solar cells and method for fabricating same
CN101456585A (zh) * 2009-01-04 2009-06-17 武汉理工大学 一种尿素改性的高光催化活性二氧化钛空心微球的原位自转变制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《Electrochimica Acta》 20090915 Jiaguo Yu et al. Dye-sensitized solar cells based on hollow anatase TiO2 spheres prepared by self-transformation method 597-602 1-7 第55卷, *
《Electrochimica Acta》 20110520 Jiaguo Yu et al. Dye-sensitized solar cells based on double-layered TiO2 composite films and enhanced photovoltaic performance 6293-6298 1 第56卷, *
JIAGUO YU ET AL.: "Dye-sensitized solar cells based on double-layered TiO2 composite films and enhanced photovoltaic performance", 《ELECTROCHIMICA ACTA》 *

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103896330A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 中国科学院上海硅酸盐研究所 改性二氧化钛、其制备方法和用其形成的太阳能电池
CN104576074A (zh) * 2015-01-09 2015-04-29 哈尔滨工业大学 一种超长TiO2纳米线阵列薄膜光阳极的制备方法
CN105489381B (zh) * 2015-11-10 2018-05-18 湖北大学 染料敏化太阳能电池光散射层及其制备方法
CN105489381A (zh) * 2015-11-10 2016-04-13 湖北大学 染料敏化太阳能电池光散射层及其制备方法
CN105712280A (zh) * 2016-02-03 2016-06-29 中国科学院合肥物质科学研究院 金属氧化物空心球阵列膜及其制备方法
CN107195725A (zh) * 2016-06-03 2017-09-22 合肥工业大学 石墨烯/TiO2纳米柱阵列肖特基结紫外光电探测器及其制备方法
CN105964234A (zh) * 2016-06-06 2016-09-28 南京工业大学 一种制备陶瓷膜负载TiO2材料的方法
CN107555809A (zh) * 2016-07-01 2018-01-09 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种电致变色纳米复合薄膜及其制备方法
CN106601845A (zh) * 2016-11-29 2017-04-26 梁结平 无框光伏组件及电池板
CN106902860A (zh) * 2017-03-23 2017-06-30 金陵科技学院 一种B/N共掺杂TiO2空心球的制备方法
CN107039189B (zh) * 2017-04-21 2019-02-12 柳州博泽科技有限公司 一种基于双层复合结构的光阳极
CN107039189A (zh) * 2017-04-21 2017-08-11 上海耐相智能科技有限公司 一种基于双层复合结构的光阳极
CN107039190A (zh) * 2017-04-21 2017-08-11 上海为然环保科技有限公司 一种包含二氧化钛空心球结构的染料敏化太阳能电池
CN107027739A (zh) * 2017-04-21 2017-08-11 上海博历机械科技有限公司 一种含有led照明装置可连续工作的机场驱鸟系统
CN107093519A (zh) * 2017-04-27 2017-08-25 深圳市创艺工业技术有限公司 一种太阳能供电的显示装置
CN107068409A (zh) * 2017-04-27 2017-08-18 上海耐相智能科技有限公司 一种包含优化结构光电极的染料敏化太阳能电池
CN107086656A (zh) * 2017-05-31 2017-08-22 深圳众厉电力科技有限公司 一种无人机充电装置
CN108390641A (zh) * 2018-02-10 2018-08-10 深圳森阳环保材料科技有限公司 一种高效的太阳能电池板集热器
CN108397074A (zh) * 2018-02-10 2018-08-14 深圳万发创新进出口贸易有限公司 一种智能温室窗户
CN108422877A (zh) * 2018-02-10 2018-08-21 深圳森阳环保材料科技有限公司 一种顶棚式太阳能充电站
CN108447688A (zh) * 2018-02-10 2018-08-24 深圳大图科创技术开发有限公司 一种太阳能节能型中央空调
CN108443803A (zh) * 2018-02-10 2018-08-24 深圳汇创联合自动化控制有限公司 基于太阳能跟踪器的太阳能路灯
CN108447689A (zh) * 2018-02-10 2018-08-24 深圳凯达通光电科技有限公司 基于染料敏化太阳能电池的抽拉式太阳能收集装置
CN108447693A (zh) * 2018-03-01 2018-08-24 深圳市创艺工业技术有限公司 利用染料电池的抽拉式太阳能收集装置
CN112885607A (zh) * 2020-12-25 2021-06-01 北方民族大学 一种致密硫化铅量子点薄膜敏化二氧化钛纳米棒阵列的复合光阳极结构及制备方法

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