Name: 염료 감응 태양 전지용 광촉매 전극의 전기 방사 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-06-28T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 30 s
Description: 배우세요 염료 감응 태양 전지용 광촉매 전극을 전기 방사 기술로 제작하는 방법입니다. 1차원 무기 나노섬유를 활용하여 나노결정 소재 대비 우수한 성능을 달성할 수 있습니다.

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1. 전구체 용액 준비 참고 : 사용하기 전에 모든 관련 물질 안전 보건 자료 (MSDS)를 참조하십시오. 이 과정에서 사용되는 화학 물질 중 일부는 인체에 ​​해롭거나 독성이 있습니다. 나노 물질은 벌크 물질에 비해 추가적인 위험이있을 수 있습니다. 적절한 안전 조치와 개인 보호 장비를 사용하십시오. <ol><li> 시료 바이알에 티타늄 (IV) n- 부톡 사이드 5g, 폴리 비닐 피 롤리 돈 (PVP) 1g, 빙초산 1mL 및 무수 에탄올 10mL를 넣는다. </li><li> 균일 한 용액이 될 때까지 용액을 혼합하기 위해 자성 교반 판을 사용하여 기포가 관찰되지 않도록하십시오. </li></ol> 2. 나노 섬유의 전기 방사 및 소성 <ol><li> 팁이 완전히 평평해질 때까지 중등 급 사포를 사용하여 21G 바늘의 끝 부분을 잘라내어 샌더링하여 전기 방사 프로세스에 사용되는 바늘을 준비합니다. </li><li> 필요를 채워라.1 회용 10 mL 주사기에 넣으십시오. </li><li> 일부 전구체 용액을 주사기에 넣고 주사기 펌프에 놓습니다. </li><li> 알루미늄 포일로 수집 판을 감싸고 바늘 끝 바로 앞에 놓습니다. 참고 : 바늘에서 판까지의 거리는 20cm가되어야합니다. </li><li> 콜렉터 플레이트를 접지에 연결하고 바늘을 고전압 전원에 연결하십시오. </li><li> 셋업 주위에 보호 실드를 설치하십시오. </li><li> 주사기 펌프의 유속을 1 mL / h로 설정하고 펌핑을 시작하십시오. </li><li> 니들 끝 부분에 일부 용액이 나타나면 즉시 고전압 소스를 켜고 15kV로 설정하십시오. 참고 :이 시점에서 섬유가 플레이트에 수집됩니다. 섬유 매트의 원하는 두께를 얻기 위해 필요한만큼 길게 설치하십시오. </li><li> 회전이 완료된 후 고전압 소스와 주사기 펌프를 끄십시오. 집 전판에서 호일을 제거하십시오. </li><li> 섬유가 쉬게하자.밤새도록 벗겨 낸 다음 알루미늄 호일에서 벗겨냅니다. </li><li> 껍질을 벗긴 섬유를 도가니에 넣고 머플로에 넣으십시오. </li><li> 500 ° C까지 5 ° / min의 온도 상승을 설정하고 2 시간 동안 PVP를 제거하고 순수한 TiO2 나노 섬유를 생성하여 섬유를 소성합니다. </li><li> 일단 소성 과정이 완료되면 열충격을 피하기 위해 온도가 80 ° C 이하가 될 때까지 퍼니스를 닫아두고 섬유가 손상 될 수 있습니다. </li></ol> 3. 전극 제작 <ol><li> 슬러리의 제조 <ol><li> 둥근 바닥 플라스크에 에탄올 20 mL에 이산화 티타늄 페이스트 500 mg을 넣는다. </li><li> 별도의 플라스크에 500mg의 전기 방사 된 TiO 2 -NF와 다른 20mL의 에탄올을 섞는다. </li><li> 욕조 초음파기를 사용하여 2 시간 동안 용액을 초음파 처리하십시오. </li><li> 균일 한 혼합물이 얻어지면 각 플라스크에 2 mL의 테르 피네 올을 넣고다른 15 분. </li><li> 회전 증발기를 사용하여 두 플라스크의 용매를 증발시켜 슬러리를 얻습니다. </li></ol></li><li> 닥터 블레이 딩 및 소결 <ol><li> 다이아몬드 유리 커터를 사용하여 FTO 전도성 유리 슬라이드를 2cm x 2cm 사각형으로 자릅니다. </li><li> 유리 슬라이드 위에 접착 테이프를 붙여서 작업 영역에 FTO 슬라이드를 고정시키고 중앙에 0.4cm 2 영역을 노출 시키십시오. 불규칙한 코팅을 방지하려면 테이프를 평행 한 두면에 먼저 놓은 다음 다른 두면에 놓습니다. </li><li> 노출 된 슬라이드 중앙에 TiO 2 -NP 슬러리를 몇 방울 떨어 뜨립니다. </li><li> 면도날을 사용하여 슬러리를 노출 된 부위에 골고루 퍼지십시오. </li><li> 균일 한 코팅이 이루어지면 조심스럽게 접착 테이프를 제거하십시오. </li><li> 퍼니스에 코팅 된 슬라이드를 놓고 2 시간 동안 500 ° C에서 소결시킵니다. </li><li> 동일한 FTO 슬라이드에서 3.2.2-3.2.6 단계를 반복하십시오. 이번에는 TiO2 - NF 슬러리를 사용하십시오.나노 입자를 제거하여 광양자를 얻는다. </li></ol></li></ol> 4. NF 특성화 <ol><li> SEM 특성화 <ol><li> 현미경 스텁에 접착 탄소 테이프 스트립을 부착하여 SEM 용 샘플을 준비합니다. 조심스럽게 테이프에 소량의 나노 섬유를 놓습니다. </li><li> 스터브를 샘플 홀더에 장착하고 장비의 교환 챔버에로드하십시오. </li><li> 기기 조건과 파라미터를 설정하십시오 : 가속 전압을 20 kV로, 작동 거리를 10 mm로 설정하십시오. </li><li> 샘플의 이미지를 수집하여 재료의 전체 형태를 표시하는지 확인하십시오. </li></ol></li><li> XRD 특성 <ol><li> 부드럽게 일부 나노 섬유를 미세 분말로 갈아서 XRD 단계에 고르게 펼칩니다. </li><li> 회절 계에 샘플을로드하십시오. </li><li> 획득 매개 변수 설정 : 시작 각도 10 °, 끝 각도 80 °,다단계 크기 0.015 °. </li><li> XRD 데이터 수집을 시작합니다. </li></ol></li></ol> 5. 태양 전지 제조 <ol><li> 75 ° C에서 45 분 동안 TiCl 4 수용액으로 photoanode를 처리한다. 처리 후 탈 이온수로 씻어서 말립니다. </li><li> 어두운 조건에서 24 시간 동안 절대 에탄올에서 루테늄 염료 N719의 0.5-mM 용액에 침지시켜 photoanode를 감광시킨다. </li><li> photoanode와 counter-electrode 사이에 열가소성 개스킷 역할을하기 위해 sensitized photoanode 위에 밀봉 필름 시트를 놓습니다. </li><li> 중앙에 미리 뚫어 놓은 구멍이있는 Pt 코팅 FTO 반대 전극을 양면이 서로 마주 보도록 밀봉 필름 위에 놓습니다. </li><li> 조립 된 셀을 100 ℃로 15 분간 가열하여 개스킷을 밀봉하십시오. </li><li> 1-propyl-3-methylimidazolium iodide (0.8M), iodine (0.1M), 1-propyl-3-methylimidazolium iodide 용액으로 구성된 산화 환원 중재제 몇 방울을 넣는다.및 3- 메 톡시 프로 피오 니트릴 중 벤즈 이미 다졸 (0.3 M)을 첨가 하였다. </li><li> 산화 환원 매개체가 조립 된 세포의 내부 공간을 채우도록 진공 데시 케이 터에 세포를 놓습니다. </li></ol> 6. JV 커브 특성화 <ol><li> AM1.5G 필터를 통과 한 크세논 아크 소스에서 100mW / cm 2 조명 아래의 디지털 소스 미터를 사용하여 JV 곡선을 얻습니다. </li></ol>

<ol><li>O'Regan, B., Grätzel, M. <a target="_blank" href="http://www.nature.com/nature/journal/v353/n6346/abs/353737a0.html">A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films.</a> Nature. 353 (6346), 737-740 (1991).</li>
<li>Lee, C. H., Chiu, W. H., Lee, K. M., Hsieh, W. F., Wu, J. M. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2011/JM/C0JM04099A#!divAbstract">Improved performance of flexible dye-sensitized solar cells by introducing an interfacial layer on Ti substrates.</a> J Mat Chem. 21 (13), 5114-5119 (2011).</li>
<li>Burschka, J., Pellet, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sequential+deposition+as+a+route+to+high-performance+perovskite-sensitized+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Sequential deposition as a route to high-performance perovskite-sensitized solar cells.</a> Nature. 499 (7458), 316-319 (2013).</li>
<li>Ohsaki, Y., Masaki, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dye-sensitized+TiO2+nanotube+solar+cells%3A+fabrication+and+electronic+characterization%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Chem+Chem+Phys%22%5BJournal%5D)">Dye-sensitized TiO2 nanotube solar cells: fabrication and electronic characterization.</a> Phys Chem Chem Phys. 7 (24), 4157-4163 (2005).</li>
<li>Mor, G. K., Shankar, K., Paulose, M., Varghese, O. K., Grimes, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+Photocleavage+of+Water+Using+Titania+Nanotube+Arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Enhanced Photocleavage of Water Using Titania Nanotube Arrays.</a> Nano Letters. 5 (1), 191-195 (2005).</li>
<li>Feng, X., Shankar, K., Varghese, O. K., Paulose, M., Latempa, T. J., Grimes, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vertically+Aligned+Single+Crystal+TiO2+Nanowire+Arrays+Grown+Directly+on+Transparent+Conducting+Oxide+Coated+Glass%3A+Synthesis+Details+and+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Vertically Aligned Single Crystal TiO2 Nanowire Arrays Grown Directly on Transparent Conducting Oxide Coated Glass: Synthesis Details and Applications.</a> Nano Letters. 8 (11), 3781-3786 (2008).</li>
<li>Roy, P., Berger, S., Schmuki, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TiO2+Nanotubes%3A+Synthesis+and+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">TiO2 Nanotubes: Synthesis and Applications.</a> Angewandte Chemie International Edition. 50 (13), 2904-2939 (2011).</li>
<li>Macdonald, T. J., Xu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.mdpi.com/2079-4991/4/2/256">NiO Nanofibers as a Candidate for a Nanophotocathode.</a> Nanomaterials. 4 (2), 256-266 (2014).</li>
<li>Chuangchote, S., Sagawa, T., Yoshikawa, S. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.2958347?journalCode=apl">Efficient dye-sensitized solar cells using electrospun TiO2 nanofibers as a light harvesting layer.</a> Appl Phys Lett. 93 (3), 033310(2008).</li>
<li>Li, D., Xia, Y. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.200400719/abstract">Electrospinning of Nanofibers: Reinventing the Wheel?</a> Adv Mat. 16 (14), 1151-1170 (2004).</li>
<li>Li, W. J., Laurencin, C. T., Caterson, E. J., Tuan, R. S., Ko, F. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospun+nanofibrous+structure%3A+A+novel+scaffold+for+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Mat+Res%22%5BJournal%5D)">Electrospun nanofibrous structure: A novel scaffold for tissue engineering.</a> J Biomed Mat Res. 60 (4), 613-621 (2002).</li>
<li>Jia, H., Zhu, G., Vugrinovich, B., Kataphinan, W., Reneker, D. H., Wang, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enzyme-Carrying+Polymeric+Nanofibers+Prepared+via+Electrospinning+for+Use+as+Unique+Biocatalysts%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol+Prog%22%5BJournal%5D)">Enzyme-Carrying Polymeric Nanofibers Prepared via Electrospinning for Use as Unique Biocatalysts.</a> Biotechnol Prog. 18 (5), 1027-1032 (2002).</li>
<li>Mai, L., Xu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospun+Ultralong+Hierarchical+Vanadium+Oxide+Nanowires+with+High+Performance+for+Lithium+Ion+Batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Electrospun Ultralong Hierarchical Vanadium Oxide Nanowires with High Performance for Lithium Ion Batteries.</a> Nano Letters. 10 (11), 4750-4755 (2010).</li>
<li>Cai, J., Niu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Performance+Supercapacitor+Electrode+Materials+from+Cellulose-Derived+Carbon+Nanofibers%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl+Mat+Interfaces%22%5BJournal%5D)">High-Performance Supercapacitor Electrode Materials from Cellulose-Derived Carbon Nanofibers.</a> ACS Appl Mat Interfaces. 7 (27), 14946-14953 (2015).</li>
<li>Joshi, P., Zhang, L., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2010/EE/c0ee00068j#!divAbstract">Composite of TiO2 nanofibers and nanoparticles for dye-sensitized solar cells with significantly improved efficiency.</a> Energ Environ Sci. 3 (10), 1507-1510 (2010).</li>
<li>Macdonald, T. J., Tune, D. D., Dewi, M. R., Gibson, C. T., Shapter, J. G., Nann, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+TiO2+Nanofiber-Carbon+Nanotube-Composite+Photoanode+for+Improved+Efficiency+in+Dye-Sensitized+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22ChemSusChem%22%5BJournal%5D)">A TiO2 Nanofiber-Carbon Nanotube-Composite Photoanode for Improved Efficiency in Dye-Sensitized Solar Cells.</a> ChemSusChem. 8 (20), 3396-3400 (2015).</li>
<li>Teo, W. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aTeo%2C+WE+%22Electrospinning+parameters+and+fiber+control%22">Electrospinning parameters and fiber control</a>. , 
 <a target="_blank" href="http://electrospintech.com/hb-espinparameters.html ">http://electrospintech.com/hb-espinparameters.html </a> (2015).</li>
</ol>

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이 연구에서 제시된 방법은 DSSC와 같은 광촉매 장치를위한 효율적인 나노 파이버 광 노드의 제조를 기술한다. Electrospinning은 나노 섬유 제조에 매우 다양한 기술이지만, 최적의 형태를 가진 물질을 얻으려면 일정 수준의 기술과 지식이 필요합니다. 좋은 나노 섬유를 얻기위한 가장 중요한 측면 중 하나는 전구체 용액의 준비입니다. 캐리어 폴리머의 농도와 티타늄 전구체의 선택과 같은 몇 가지 핵심 요소가 있습니다. 이는 최종 구조에 중요한 영향을 줄 수 있습니다. 재료. 낮은 농도의 담체 중합체는 비드의 형성 또는 나노 섬유 구조의 전체 부재를 유도 할 것이다. 한편, 지나치게 높은 농도는 용액의 점도를 과도하게 증가시키고 결과적으로 표면적 및 전하 이동도의 손실과 함께 나노 섬유의 직경 증가를 초래할 것이다. 무기 사전커서는 고도로 용해 될 필요가 있으며 솔루션의 다른 구성 요소가있는 상태에서 반응하거나 분해해서는 안됩니다. 또한 원하지 않는 부 생성물을 남기지 않고 최종 물질로 쉽게 소석해야합니다. <p cl...

염료 감응 형 태양 전지 (DSSC)는 저비용, 상대적으로 간단한 제조 공정 및 대규모 생산 용이성 덕분에 실리콘 기반 태양 전지 1 에 대한 흥미로운 대안입니다. 또 다른 이점은 실리콘 기반 태양 전지에 비해 뚜렷한 장점 인 플렉시블 기판에 통합 될 가능성이다. 전형적인 DSSC는 (1) 광 수확 층 (light harvesting layer)으로서 염료로 감작 된 나노 입자 TiO2 광 이온 (photoanode); (2) 상대 전극으로 사용되는 Pt 코팅 된 FTO; 및 (3) &quot;홀 전도성 매질 (hole-conducting medium)&quot;로서 작용하는 두 전극 사이에 배치 된 산화 환원 커플 (예 : I- / I3-)을 함유하는 전해질. DSSCs가 15 % 3 의 능가 능을 능가하더라도, nanoparticle 근거한 photanodes의 성과는 느린 전자 기동성을 포함하여 다수 제한에 의해 아직도, 아직도 방해됩니다y 4 , 저에너지 광자 5 의 가난한 흡수 및 전하 재결합 6 . 전자 수집 효율은 TiO2 나노 입자 층을 통한 전자 전달 속도에 크게 의존한다. 전하 확산이 느리다면, 전해질 용액에서 I3과 재결합 할 확률이 높아져 효율이 저하된다. 나노 입자 TiO2를 1 차원 (1D) TiO2 나노 구조로 대체하면 상호 연결된 TiO2 나노 입자의 입계에서 자유 전자의 산란을 감소시킴으로써 전하 수송을 향상시킬 수 있다는 것이 밝혀졌다. 1D 나노 구조가 전하 수집을위한보다 직접적인 경로를 제공하기 때문에, 나노 섬유 (NFs)에서의 전자 전달은 나노 입자 8 보다 훨씬 빠르다는 것을 기대할 수있다 . </sup&gt; 9 . Electrospinning은 직경이 sub-micron 인 섬유 소재의 제조에 가장 일반적으로 사용되는 방법 중 하나입니다. 이 기술은 방 사구를 통해 고분자 용액 분사의 방출을 유도하는 고전압의 사용을 포함합니다. 벤딩 불안정성으로 인해,이 제트는이어서 연속 나노 파이버를 형성하기 위해 여러 번 연신됩니다. 최근이 기술은 조직 공학 11 , 촉매 작용 12 및 리튬 이온 배터리 13 및 수퍼 커패시터 14의 전극 재료와 같이 다양하고 다양한 용도에 사용 되어온 고분자 및 무기 재료를 제조하는 데 광범위하게 사용되었습니다. 광 애노드에서 산란 층으로 전기 방사 된 TiO 2 -NF를 사용하면 DSSC의 성능을 향상시킬 수 있습니다. 그러나, nanofibro와 photoanodes우리 아키텍처는 표면적 제한으로 인해 염료 흡수가 열세 인 경향이 있습니다. 이를 극복하기위한 가능한 해결책 중 하나는 NF와 나노 입자를 혼합하는 것입니다. 이것은 광 흡수 및 전반적인 효율을 향상시키는 추가적인 산란 층을 가져 오는 것으로 나타났습니다 15 . 이 비디오에서 제시된 프로토콜은 소성 과정을 거친 전기 방사 및 졸 - 겔 기술의 조합을 통해 초소형 TiO2 나노 섬유를 합성하는 쉬운 방법을 제공합니다. 그 프로토콜은 닥터 블레이 딩 기술을 사용하여 향상된 광산란 기능을 가진 이중층 포토 노드의 제조를위한 나노 입자 TiO 2 와 TiO 2 -NF의 조합을 사용하는 것과 DSO의 후속 조립을 photoanode.

<table><tbody><tr><td>티타늄(IV) n-부톡사이드</td><td>시그마-알드리치</td><td>244112</td><td></td></tr><tr><td>폴리비닐피롤리돈</td><td>시그마-알드리치</td><td>437190</td><td></td></tr><tr><td>빙초산</td><td>시그마-알드리치</td><td>A6283</td><td></td></tr><tr><td>에탄올, 절대</td><td>Fisher Scientific</td><td>E/0650DF/17</td><td></td></tr><tr><td>20mL 샘플 바이알</td><td>(임의)(</td><td></td><td>또는 더 큰 용량)</td></tr><tr><td>일회용 21G 바늘</td><td>(임의)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>P150 그릿 사포</td><td>(임의)일회용</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>10mL 주사기</td><td>(임의)(</td><td></td><td>또는 그 이상)</td></tr><tr><td>자석 교반기 + 교반 바</td><td>(임의)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PHD 2000 주사기 펌프</td><td>Harvard Apparatus</td><td>71-2002</td><td>(또는 1mL/hr 유량을 출력할 수 있는 기타 주사기 펌프</td></tr>) <tr><td>알루미늄 호일</td><td>(모든)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>스테인레스 스틸 컬렉터 플레이트</td><td>(맞춤형)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>고전압 전원</td><td>감마 고전압 연구, Inc</td><td>ES30P-10W</td><td>(또는 +15kV</td></tr><tr><td>폴리카보네이트 보호 실드</td>를 출력할 수 있는 기타 전원 공급 장치<td>(맞춤형)</td>세라믹 <td></td><td></td></tr><tr><td>도가니</td><td>(모든)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>머플 용광로</td><td>(임의)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>이산화티타늄, 나노분말</td><td>시그마-알드리치</td><td>718467</td><td></td></tr><tr><td>50 mL 1구 원형 바닥 플라스크</td><td>(임의)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>수조 초음파 발생기</td><td>(임의)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>테르피네올</td><td>시그마-알드리치</td><td></td><td></td></tr><tr><td>회전 증발기</td><td>(임의)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>FTO 유리</td><td>솔라로닉스</td><td>TCO30-10/LI</td><td></td></tr><tr><td>접착 테이프</td><td>(모든)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>면도날</td><td>(모든)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SEM</td><td>JEOL</td><td>6500F</td><td></td></tr><tr><td>XRD</td><td>PANalytical&nbsp;</td><td>X'pert Pro</td><td></td></tr><tr><td>티타늄 테트라클로라이드</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>89545</td><td></td></tr><tr><td>Ruthenizer&nbsp; 535-bisTBA</td><td>Solaronix</td><td>N719</td><td></td></tr><tr><td>밀봉 필름</td><td>Dyesol</td><td>Meltonix 1170-25</td><td></td></tr><tr><td>Pt-coated FTO</td><td>Solaronix</td><td>TCO30-10/LI</td><td></td></tr><tr><td>1-propyl-3-methylimidazolium iodide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>49637</td><td></td></tr><tr><td>요오드</td><td>시그마-알드리치</td><td>207772</td><td></td></tr><tr><td>벤즈이미다졸</td><td>시그마-알드리치</td><td>194123</td><td></td></tr><tr><td>3-메톡시프로피오니트릴</td><td>시그마-알드리치</td><td>65290</td><td></td></tr><tr><td>디지털 소스 미터</td><td>Keithley</td><td>2400</td><td></td></tr><tr><td>솔라 시뮬레이터</td><td>Abet 기술</td><td>10500</td><td></td></tr></tbody></table>

염료 감응 태양 전지용 광촉매 전극의 전기 방사

Electrospinning of Photocatalytic Electrodes for Dye-sensitized Solar Cells

이 작품은 상업적으로 사용할 수있는 이산화 티탄으로 만든 차단 층 위에 전기 방사 된 이산화 티타늄 나노 섬유 (TiO 2 -NFs)로 만든 광산란 층으로 구성된 염료 감응 태양 전지용 광섬유 기반 광전지를 제조하기위한 프로토콜을 시연합니다. 나노 입자 (TiO2 - Np)를 포함한다. 이는 복합 PVP / TiO2 나노 섬유를 얻기 위해 에탄올 내에서 티타늄 (IV) 부톡 사이드, 폴리 비닐 피 롤리 돈 (PVP) 및 빙초산의 용액을 먼저 전기 방사함으로써 달성된다. 그런 다음 이들을 500 ℃에서 하소하여 PVP를 제거하고 순수한 아나타제 상 티타니아 나노 파이버를 얻습니다. 이 물질은 주 사형 전자 현미경 (SEM) 및 분말 X 선 회절 (XRD)을 사용하여 특성화됩니다. photoanode는 닥터 블레이 딩 (doctor blading) 기술을 사용하여 불소가 도핑 된 산화 주석 (FTO) 유리 슬라이드 위에 TiO 2 -NPs / terpineol 슬러리를 증착하여 차단 층을 먼저 생성하여 준비됩니다. 후속 열처리500 ℃에서 수행한다. 그런 다음 동일한 기술을 사용하여 동일한 슬라이드에 TiO 2 -NFs / terpineol 슬러리를 증착하고 500 ℃에서 다시 소성하여 광산란 층을 형성합니다. 광 애노드의 성능은 염료 감응 형 태양 전지를 제작하고 0.25-1 일의 입사광 밀도 범위에서 JV 곡선을 통해 효율을 측정함으로써 시험된다.

TiO2 나노 섬유는 SEM, X- 선 광전자 분광법 (XPS) 및 XRD를 사용하여 특성화 하였다. photoanode의 나노 구조는 SEM을 사용하여 특성화되었다. 조립 된 DSSC의 성능은 솔라 시뮬레이터와 소스 측정 유닛을 사용하여 테스트되었습니다. 그림 1A 의 SEM 이미지는이 프로토콜을 사용하여 합성 된 나노 섬유가 다공성 구조와 높은 종횡비를 가지고 있음을 보여줍니다. 그들은 길이가 수 마이크로 미터에 불과하고 직경이 수백 나노 미터에 불과합니다. 도 1B 의 횡단면은 3 개의 층을 도시한다 : 상부 층은 TiO2 - NF의 섬유상 산란 층이고, 제 2 층은 TiO2 - NP 페이스트의 차단 층이고, ...

이 프로젝트의 전반적인 목표는 전기 방사를 사용하여 염료 감응 형 태양 전지의 향상된 성능으로 광양자를 제조하는 것이 었습니다.

This work demonstrates a protocol to fabricate a fiber-based photoanode for dye-sensitized solar cells, consisting of a light-scattering layer made of ...

이 연구의 전반적인 목표는 전기방사를 이용하여 성능이 향상된 염료 감응형 태양 전지용 광전극을 제작하는 것입니다. 나노 재료는 매우 유용합니다. 이들은 그에 대응하는 벌크 재료에서는 찾아볼 수 없는 화학적 및 물리적 특성을 나타냅니다.하지만 나노물질을 이용하여 소자를 제작하려고 하면 상당히 어려워질 수 있습니다. 본 영상에서는 1차원 무기 나노섬유를 제조하고, 이를 태양전지 소자에 활용하는 방법을 보여드립니다. 나노섬유의 방향성은 단순히 나노결정성 물질을 사용한 소자에 비해 훨씬 더 우수한 성능을 가능하게 합니다.전구체 용액을 만들기 위해, 절대 에탄올 10 milliliters, 빙초산 1 milliliter, Titanium(II)oxide 5 grams, 그리고 PVP 1 gram을 샘플 바이알에 넣습니다. 용액이 균일해지고 기포가 관찰되지 않을 때까지 혼합합니다. 1차원 나노구조를 얻기 위해 전기방사를 사용하겠습니다.길이는 수 마이크로미터, 직경은 수백 나노미터에 불과한 나노섬유를 얻을 수 있게 해주는 단순하지만 매우 영리한 기술입니다. 전기방사 과정에 사용할 바늘을 준비하려면, 21 gauge 바늘의 끝부분을 자른 후 중간 입도의 사포를 사용하여 끝이 완전히 평평해질 때까지 갈아냅니다. 전구체 용액을 시린지에 채운 다음 시린지 펌프에 장착하십시오.컬렉터 플레이트를 알루미늄 호일로 감싸고 장치 주변에 보호 쉴드를 배치하십시오. 바늘과 컬렉터 플레이트 사이의 거리는 20 centimeters여야 합니다. 컬렉터를 접지에 연결하고 바늘을 전원에 연결하십시오.시린지 펌프의 유량을 시간당 1밀리리터로 설정하고 펌핑을 시작하십시오. 바늘 끝에 용액이 나타나면 즉시 고전압 전원을 켜고 15킬로볼트로 설정하십시오. 이때부터 플레이트에 섬유가 수집되기 시작합니다.원하는 섬유 매트 두께를 얻을 때까지 필요한 만큼 계속 가동할 수 있습니다. 방사가 완료되면 고전압 전원을 끄고 집전판에서 호일을 제거하십시오. 섬유를 하룻밤 동안 그대로 두면 집전판에서 더 쉽게 떼어낼 수 있습니다.벗겨낸 섬유를 도가니에 넣고, 분당 5°C의 속도로 온도를 올려 500°C에서 2시간 동안 가열하여 PVP를 제거하고 순수한 TiO2 나노섬유를 생성합니다. 광전극 제작을 위해서는 상용 TiO2 나노입자로 만들어진 블로킹 층 위에 TiO2 나노섬유로 구성된 빛 산란층이 위치해야 합니다. 이는 기판에서의 전하 축적을 방지하는 데 필수적입니다.먼저 둥

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조직 공학 및 세포 배양을위한 폴리머를 electrospinning의 과정은이 문서에서 해결되었습니다. 특히 photopatterning 멀티 고분자 electrospinning의 추가 처리 능력과 photoreactive macromers의 electrospinning이 설명되어 있습니다.

조직 공학 및 세포 배양을위한 섬유 고분자의 공사장 공중 발판을 Electrospinning

기술 Electrospinning하면 조직 공학 또는 기타 응용 프로그램에 대한 nanofibrous 공사장 공중 발판의 다양한 만들 수 있습니다. 우리는 여기서 원하는 형태와 정렬로 섬유를 얻기 위해 electrospinning 솔루션 및 장치의 매개 변수를 최적화하기위한 절차를 설명합니다. 일반적인 문제 및 문제 해결 기법도 제공됩니다.

Electrospinning 기본 : 최적화 솔루션 및 장치 매개 변수

염료 감응 태양 전지 및 삼중 항 - 삼중 항 소멸 상향 변환 부를 통합 집적 장치는, 태양 광 스펙트럼의 더 넓은 부분에서 향상된 광 수확을 수득 제조 하였다. 겸손 조사 수준에서 낮은 에너지 광자에 크게 향상된 응답은 염료 감응 태양 전지의 장점의 기록 숫자를 산출 입증되었다.

삼중 항 - 삼중 종말 최대 변환 시스템을 통합하면 하위 밴드 갭 빛에 염료 감응 형 태양 전지의 응답을 향상시키기 위해

이 논문은 염료 감응 태양 전지 제조를 위한 잉크젯 인쇄의 적합성을 조사합니다. 바인더가 없는 TiO2 나노 입자 잉크를 제조하여 FTO 유리 기판에 인쇄했습니다. 프린팅된 층은 활성 면적이 0.25cm2이고 효율이 3.5%인 셀로 제작되었습니다.

염료 감응 형 태양 전지에 대한 이산화 티타늄의 디지털 인쇄

이 프로토콜은 30분 이내에 10μL의 전혈에서 단백질의 펨토 어금니 감지 감도를 달성하는 방법을 보여줍니다. 이는 랩온-어-디스크(lab-on-a-disc)에 통합된 전기방사 나노섬유질 매트를 사용하여 달성할 수 있으며, 이는 높은 표면적과 향상된 신호 대 잡음비를 위한 효과적인 혼합 및 세척을 제공합니다.

전혈에서 고감도 단백질 검출을위한 완전 자동화 된 원심 미세 유체 장치

우리는 직접 코발트 색소 코어에 스틸베인 기반유기염료를 통합하여 광촉매H2 생산을 위한 광감작촉매 염료를 생성했습니다. 우리는 또한 광촉매 어셈블리에 의해 빛 구동 H2 생산을 평가하기위한 간단한 실험 설정을 개발했다.

수성 에어로빅 조건에서 태양광 구동 H2 생산을 위한 광전지-코발록시메 하이브리드 개발

이 논문은 기상 증착을 사용하여 전기 방사 PAN 나노 섬유를 전기 활성 폴리머로 코팅하는 간단한 기술에 대해 설명합니다. 나노섬유 매트의 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 코팅 증착에 대한 산화제 FeCl₃의 효과를 조사하여 폴리머 성장, 섬유 직경 및 전반적인 기계적 강도를 이해하고 최적화했습니다.

전기 방사 상품 고분자 나노 섬유에 전기 활성 폴리 (3,4- 에틸렌 디옥시 티오펜)의 기상 증착

쌍결정 구조 광촉매를 사용하여 가시광선 반응성 ZnCoS/ZnCdS를 제조하는 합성 기술과H2 발생 및 벤즈알데히드 생성에서 광촉매 활성 및 선택성에 대한 광산화환원 반응 시험 기술을 제시합니다.

에너지 응용 분야에서 다기능 산화환원 광촉매를 위한 쌍결정 구조를 갖는 ZnCoS/ZnCdS의 합성 및 성능 평가

이 프로토콜은 태양 에너지를 사용하여 이산화탄소와 물에서 녹색 연료를 생산하기 위한 MXene 지원 CuZn 및 NiCo 이중 금속 전극촉매의 제조 및 전기화학적 분석을 안내합니다.

Ti3C2T x MXene 지원 CuZn 및 NiCo 촉매를 사용하여CO2 및 물에서 태양열 구동 전기화학 친환경 연료 생산

유리에 다결정 실리콘 박막 태양 전지는 crystallisation, 결함 패시베이션 및 metallisation 다음 붕소 및 인 도핑된 실리콘 레이어 증착에 의해 조작된다. 가벼운 트래핑 Plasmonic은 ~ 45 % photocurrent 향상의 결과로 확산 반사판으로 공을 실리콘 전지 표면에 자세의 nanoparticles을 형성하여 소개하고 있습니다.

Plasmonic 강화된 라이트 - 트래핑과 다결정 실리콘 박막 태양 전지

배우세요 염료 감응 태양 전지용 광촉매 전극을 전기 방사 기술로 제작하는 방법입니다. 1차원 무기 나노섬유를 활용하여 나노결정 소재 대비 우수한 성능을 달성할 수 있습니다.

염료 감응 태양 전지용 광촉매 전극의 전기 방사

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