新型能量转换钛基纳米管薄膜制备与应用性能研究

在分子结构水平上调控纳米有序的TiO2薄膜电极材料是解决染料敏化太阳能电池光电转化效率低的关键科学问题。本项目旨在发展一类新型的薄膜电极材料，拟用超声水热法和超重力模板法制备一类全新光电特性的(I2)n-TiO2纳米管，在此基础上将(I2)n-TiO2纳米管和合适的聚电解质配对利用层层自组装技术构建定向有序的、厚度可精细调控的、单层可分辨的、高稳定性的新型(I2)n-TiO2纳米管薄膜材料，实现TiO2纳米管内空间和外表面双重功能化的特征。详细研究引入的(I2)n粒径、组装结构、组分含量等在可见光照射下对光子的利用率，揭示TiO2纳米管薄膜材料的光子晶体效应和(I2)n激发态电子转移原理，探索与染料能级相匹配的膜材料。本项目的实施将极大拓展TiO2薄膜材料的可见光响应原理、组装制备方法和制作工艺，为设计出更有利于光能吸收、光电转化和低损耗传输的染料敏化太阳能电池提供理论基础和产业化支持。