1. IntroductionTiO2 as multi-purpos

1. Introduction
TiO2 as multi-purpose semiconducting materials have caught wide interest by scientists in solar energy fields including solar cells and photocatalysis. [1–6] Amongst new-type solar cells, dye-sensitized solar cells (DSSCs), have attracted massive interest in scientific and technical felids owing to low cost, easy large-scale production and great potential market. [2,7,8] In particular, the programmable semiconductor films of sensitized photoanode, which serve as the electron acceptor and transport layer, provide expansionary research areas for enhancing the performance of DSSCs. [9–14] Photoanode therefore has been considered an important part of DSSCs as well as cathode and electrolyte. [15–22] TiO2 as the preferred photoanode material plays a key role in DSSCs and ABX3 perovskite-based solar cells owing to its unique structural and photoelectric characteristics.
Ultrafine TiO2 nanoparticles below 25 nm are suitable for the active layer of photoanode due to their large effective surface for dye adsorption and good light transmittance, which is verified by the results of calculation and experiments. [23–25] However, the thicker anode films with ultrafine TiO2 nanoparticles often exhibit a less-thanideal efficiency because of the abundant boundaries inducing electronhole recombination. Sub-micrometer and micrometer particles, which exhibit excellent light scattering because of their optical properties, are employed as light-scattering layer to shorten the electron transport path. [26,27] Compared with active layer, light-scattering layer used to require efficient light scattering rather than light transmittance with regard to the improvement of light harvesting efficiency. Fruitful researches are obtained on novel nano-architectures of scatteringlayer TiO2 materials with good structural and surface properties such as hollow structures and nanoporous microspheres. [28,29] Almost all reported TiO2 nanopores are inter-connective porous structures by the assembling of sub-particles, which may lead to partial loss of incident radiation when transmitting through the nanopores. [28,30,31] Other negative factors are colored electrolyte filled in the low packingdensity scattering layer and imperfect binding sites at the interface between active layer and scattering layer. [32]
Ultrafine nanoparticles can avoid the above-mentioned defects because of the similar nature with active layer. However, the increasing boundaries in scattering layer lead to increasing the electron–hole recombination and exhibit poor electron transfer on the lengthened


n Corresponding author at: Future Energy Laboratory, School of Materials Science and Engineering, Hefei University of Technology, Tunxi Road No.193 Hefei, Anhui, 230009, China.
E-mail addresses: [e-mail] (J. Liu), [e-mail] (X.-W. Liu).
http://dx.doi.org/10.1016/j.solmat.2014.11.020 0927-0248/& 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.
path. Hence it is important to improve the light scattering and electron transfer of outer TiO2 layer for photoanode. To our best knowledge, few results, if have, are reported to employ ultrafine particles or their aggregations as scattering layer due to its weak scattering characteristic. The most challenging task is to design desired ultrafine structures or their aggregations as highly efficient scattering layer in DSSCs to avoid mentioned defects. To explore the features of novel ultrafine nanostructures in DSSCs, we herein develop a novel dice-like anatase TiO2 structure with ultrafine particle sizes and open nano-concaves on exposed surface. The unique structure exhibits the features of both active layer and scattering layer. As the scattering layer of bilayer ultrafine TiO2 photoanode, the efficiency can be improved to 8.66% (nearly 1.54 times as high as the cell without the scattering layer).

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

1. บทนำTiO2 เป็นวัสดุอเนกประสงค์ตัวได้จับสนใจมากมาย โดยนักวิทยาศาสตร์ในพลังงานแสงอาทิตย์เซลล์แสงอาทิตย์และ photocatalysis [1-6] ท่ามกลางเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดใหม่ sensitized ย้อมเซลล์แสงอาทิตย์ (DSSCs), มีดึงดูดสนใจใหญ่ใน felids ทางวิทยาศาสตร์ และทางเทคนิคเนื่องจากต้นทุนต่ำ ง่ายต่อการผลิตขนาดใหญ่และตลาดที่มีศักยภาพมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน [2,7,8] ฟิล์มสารกึ่งตัวนำโปรแกรมของ photoanode sensitized การบริการที่เป็นอิเล็กตรอน acceptor การเลเยอร์การขนส่ง ให้วิจัยคลังขยายตัวเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของ DSSCs Photoanode [9-14] จึงได้รับการพิจารณาเป็นส่วนสำคัญของ DSSCs เป็นแคโทด และอิเล็กโทร [15-22] TiO2 เป็นวัสดุ photoanode มีบทบาทสำคัญใน DSSCs และ ABX3 perovskite ที่ใช้เซลล์แสงอาทิตย์เนื่องจากลักษณะโครงสร้าง และ photoelectric ไม่ซ้ำกันเก็บกัก TiO2 ultrafine ใต้ 25 nm เหมาะสำหรับชั้นการใช้งานของ photoanode เนื่องจากผิวของผลใหญ่สำหรับดูดซับสีย้อมและดีแสง transmittance ซึ่งตรวจสอบ โดยผลลัพธ์ของการคำนวณและทดลอง [23-25] อย่างไรก็ตาม ภาพยนตร์แอโนดหนาเก็บกัก TiO2 ultrafine มักแสดงประสิทธิภาพน้อย thanideal เนื่องจากขอบเขตอุดมสมบูรณ์ inducing electronhole recombination ไมโครมิเตอร์ย่อยและไมโครมิเตอร์อนุภาค การแสดงแสง scattering ยอดเยี่ยมเนื่องจากคุณสมบัติของแสง เป็นลูกจ้างเป็นแสง scattering ชั้นย่นเส้นทางขนส่งอิเล็กตรอน Compared [26,27] มีงานชั้น ชั้นแสง scattering ที่ใช้ต้องโปรยแสงมีประสิทธิภาพ มากกว่า transmittance เกี่ยวกับการปรับปรุงประสิทธิภาพการเก็บเกี่ยวแสงอ่อน งานวิจัยประสบจะได้รับในนวนิยายนาโนสถาปัตยกรรมของ scatteringlayer TiO2 วัสดุ มีคุณสมบัติโครงสร้าง และพื้นผิวที่ดีเช่นโครงสร้างและ nanoporous microspheres กลวง [28,29] เกือบทั้งหมดรายงาน TiO2 nanopores มีโครง inter-connective porous โดยประกอบอนุภาคย่อย ซึ่งอาจทำให้สูญเสียบางส่วนของรังสีเหตุการณ์เมื่อส่งผ่าน nanopores [28,30,31] ปัจจัยลบอื่น ๆ มีสีเติมชั้น scattering packingdensity ต่ำและไซต์รวมไม่สมบูรณ์ที่อินเทอร์เฟซระหว่างชั้นที่ใช้งานอยู่และชั้น scattering อิเล็กโทร [32]เก็บกัก ultrafine สามารถหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องดังกล่าวเนื่องจาก มีลักษณะคล้ายกับชั้นที่ใช้งานอยู่ อย่างไรก็ตาม ขอบเขตเพิ่มขึ้นในชั้น scattering ทำเพิ่ม recombination อิเล็กตรอน – หลุม และแสดงการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจนในที่ lengthened ผู้เขียน Corresponding n ที่: ห้อง ปฏิบัติการพลังงานในอนาคต โรงเรียนวัสดุศาสตร์ และวิศวกรรม ศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี ทันสีถนน No.193 เฮ อานฮุย เฮ 230009 จีนที่อยู่อีเมล์: [e-mail] (J. หลิว), [e-mail] (W. x. อัพ หลิว)http://dx.doi.org/10.1016/j.solmat.2014.11.020 0927-0248 / และ 2014 Elsevier b.v สงวนลิขสิทธิ์ทั้งหมดเส้นทางการ ดังนั้น จึงเป็นสิ่งสำคัญในการปรับปรุงการแสง scattering และอิเล็กตรอนโอนกำพร้า TiO2 สำหรับ photoanode ความรู้ของเราดีที่สุด น้อยผล ได้ รายงานจ้าง ultrafine อนุภาคหรือรวมตัวเป็นชั้น scattering เนื่องจากลักษณะของ scattering อ่อนแอ งานท้าทายมากที่สุดคือการ ออกแบบโครงสร้าง ultrafine ต้องหรือรวมตัวเป็นชั้น scattering มีประสิทธิภาพสูงใน DSSCs เพื่อหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องดังกล่าว การสำรวจคุณลักษณะของ nanostructures ultrafine นวนิยายใน DSSCs เรานี้พัฒนาโครงสร้าง TiO2 มีขนาดอนุภาค ultrafine anatase เหมือนลูกเต๋าเป็นนวนิยาย และเปิดนาโน-concaves บนพื้นผิวสัมผัส โครงสร้างเฉพาะจัดแสดงลักษณะการทำงานของเลเยอร์ใช้งานอยู่และชั้น scattering เป็นชั้นการ scattering ของ TiO2 bilayer ultrafine photoanode สามารถพัฒนาประสิทธิภาพ 8.66% (เกือบ 1.54 เท่าเซลล์โดย scattering ชั้นสูง)

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

1. บทนำ
TiO2 เป็นอเนกประสงค์วัสดุกึ่งตัวนำได้จับความสนใจกว้างโดยนักวิทยาศาสตร์ในสาขาพลังงานแสงอาทิตย์รวมทั้งเซลล์แสงอาทิตย์และโฟโต [1-6] ท่ามกลางชนิดใหม่เซลล์แสงอาทิตย์สีย้อมไวแสงเซลล์แสงอาทิตย์ (DSSCs) ได้ดึงดูดความสนใจมากใน felids วิทยาศาสตร์และทางเทคนิคเนื่องจากต้นทุนต่ำ, การผลิตขนาดใหญ่ที่ง่ายและตลาดที่มีศักยภาพที่ดี [2,7,8] โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภาพยนตร์ที่เซมิคอนดักเตอร์ของโปรแกรม photoanode ไวแสงซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวรับอิเล็กตรอนและชั้นการขนส่งให้ขยายตัวด้านการวิจัยเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของ DSSCs [9-14] Photoanode จึงได้รับการพิจารณาเป็นส่วนสำคัญของ DSSCs เช่นเดียวกับแคโทดและอิเล็กโทร [15-22] TiO2 เป็นวัสดุ photoanode ที่มีบทบาทสำคัญในการ DSSCs และ ABX3 perovskite ที่ใช้เซลล์แสงอาทิตย์เนื่องจากลักษณะที่เป็นเอกลักษณ์โครงสร้างและตาแมว.
อนุภาคนาโน Ultrafine TiO2 ต่ำกว่า 25 นาโนเมตรเหมาะสำหรับการใช้งานของชั้น photoanode เนื่องจากพวกเขา พื้นผิวขนาดใหญ่ที่มีประสิทธิภาพสำหรับการดูดซับสีย้อมและการส่งผ่านแสงที่ดีซึ่งมีการยืนยันโดยผลของการคำนวณและการทดลอง [23-25] อย่างไรก็ตามหนาภาพยนตร์ขั้วบวกกับอนุภาคนาโน ultrafine TiO2 มักจะแสดงประสิทธิภาพน้อย thanideal เพราะขอบเขตมากมายกระตุ้นให้เกิดการรวมตัวกันอีก electronhole อนุภาคไมโครเมตรย่อยและไมโครเมตรซึ่งแสดงกระเจิงแสงที่ดีเยี่ยมเพราะคุณสมบัติทางแสงของพวกเขาได้รับการว่าจ้างให้เป็นชั้นแสงกระเจิงเพื่อตัดเส้นทางการขนส่งอิเล็กตรอน [26,27] เมื่อเทียบกับชั้นที่ใช้งานชั้นกระเจิงแสงที่ใช้จะต้องกระเจิงแสงที่มีประสิทธิภาพมากกว่าการส่งผ่านแสงเกี่ยวกับการปรับปรุงประสิทธิภาพการเก็บเกี่ยวแสง มีผลงานวิจัยที่ได้รับบนสถาปัตยกรรมนาโนนวนิยายของวัสดุ scatteringlayer TiO2 ที่มีคุณสมบัติโครงสร้างและพื้นผิวที่ดีเช่นโครงสร้างกลวงและ microspheres nanoporous [28,29] รายงานเกือบทุก nanopores TiO2 เป็นโครงสร้างรูพรุนระหว่างเกี่ยวพันโดยประกอบของอนุภาคย่อยซึ่งอาจนำไปสู่การสูญเสียบางส่วนของรังสีเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อการส่งผ่าน nanopores [28,30,31] ปัจจัยลบอื่น ๆ ที่เต็มไปด้วยสีอิเล็กในชั้นกระเจิง packingdensity ต่ำและเว็บไซต์ที่มีผลผูกพันที่ไม่สมบูรณ์ที่เชื่อมต่อระหว่างชั้นที่ใช้งานและชั้นกระเจิง [32]
อนุภาคนาโน Ultrafine สามารถหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องดังกล่าวข้างต้นเนื่องจากลักษณะคล้ายกับชั้นที่ใช้งาน แต่ขอบเขตที่เพิ่มขึ้นในนำกระเจิงชั้นที่เพิ่มขึ้นรวมตัวกันอีกอิเล็กตรอนหลุมและจัดแสดงการถ่ายโอนอิเล็กตรอนน่าสงสารยาวn ผู้รับผิดชอบที่: อนาคตพลังงานห้องปฏิบัติการโรงเรียนวัสดุศาสตร์และวิศวกรรม, เหอเฟย์มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Tunxi ถนน No.193 เหอเฟย์มณฑลอานฮุย, 230009, จีน. ที่อยู่ E-mail: [e-mail] (เจหลิว) [e-mail] (เอ็กซ์-W. หลิว). http: //dx.doi org / 10.1016 / j.solmat.2014.11.020 0927-0248 / 2014 และเอลส์ BV สงวนลิขสิทธิ์. เส้นทาง จึงเป็นสิ่งสำคัญในการปรับปรุงการกระเจิงแสงและการถ่ายโอนอิเล็กตรอนของชั้น TiO2 ด้านนอกสำหรับ photoanode เพื่อความรู้ที่ดีที่สุดของเราผลน้อยถ้ามีจะมีการรายงานการจ้างอนุภาคขนาดเล็กหรือรวมตัวของพวกเขาเป็นชั้นกระเจิงเนื่องจากลักษณะกระเจิงอ่อนแอ งานที่ท้าทายที่สุดคือการออกแบบโครงสร้างที่ต้องการ ultrafine หรือรวมตัวของพวกเขาเป็นชั้นกระเจิงมีประสิทธิภาพสูงใน DSSCs เพื่อหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องที่กล่าวถึง ในการสำรวจคุณสมบัติของโครงสร้างนาโน ultrafine นวนิยายใน DSSCs เราในที่นี้พัฒนาลูกเต๋าเหมือนนวนิยายโครงสร้าง TiO2 แอนาเทสที่มีขนาดอนุภาคขนาดเล็กมากและ concaves นาโนที่เปิดอยู่บนพื้นผิวสัมผัส โครงสร้างที่ไม่ซ้ำจัดแสดงคุณสมบัติของชั้นที่ใช้งานทั้งในและชั้นกระเจิง เป็นชั้นกระเจิงของ bilayer ultrafine TiO2 photoanode มีประสิทธิภาพสามารถปรับปรุงเพื่อ 8.66% (เกือบ 1.54 เท่ามือถือโดยไม่ต้องชั้นกระเจิง)

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

1 . บทนำ
TiO2 เป็นอเนกประสงค์วัสดุกึ่งตัวนำสนใจกว้างโดยนักวิทยาศาสตร์ในสาขาพลังงานแสงอาทิตย์รวมทั้งเซลล์แสงอาทิตย์และ photocatalysis . [ 1 - 6 ] ท่ามกลางเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดใหม่ ต้นแบบเซลล์แสงอาทิตย์ ( dsscs ) มีดึงดูดความสนใจมากในทางวิทยาศาสตร์ และทางเทคนิควงศ์เสือและแมวเนื่องจากราคาต่ำ การผลิตขนาดใหญ่ที่ง่ายและตลาดที่มีศักยภาพมาก 2,7 [ ,8 ] โดยเฉพาะ โปรแกรมภาพยนตร์ของสารกึ่งตัวนำชนิด photoanode ซึ่งเป็นอิเล็กตรอนพระนาสิกและชั้นขนส่ง ให้บริการด้านการวิจัยศูนย์ส่งเสริมประสิทธิภาพของ dsscs . [ 9 ] photoanode – 14 จึงได้ถูกถือว่าเป็นส่วนสำคัญของ dsscs เป็นแคโทด และอิเล็กโทรไลต์[ 15 – 22 ] ) เป็นวัสดุ photoanode ที่ต้องการมีบทบาทสำคัญใน dsscs abx3 เพอรอฟสไกต์และใช้เซลล์แสงอาทิตย์ โดยเฉพาะโครงสร้างและลักษณะตาแมว .
สดนาโน TiO2 ด้านล่าง 25 nm จะเหมาะสำหรับงานของชั้น photoanode เนื่องจากขนาดใหญ่ของพวกเขาที่มีประสิทธิภาพในการดูดซับสีย้อมผิวและส่งผ่านแสงดี ,ซึ่งยืนยันจากผลของการคำนวณและการทดลอง [ 23 – 25 ] อย่างไรก็ตาม ความหนาฟิล์มนาโน TiO2 ขั้วบวกกับสดมักจะแสดงประสิทธิภาพ thanideal น้อยลงเพราะมากมาย electronhole ขอบเขตกระตุ้นการ . ไมโครมิเตอร์ไมโครมิเตอร์ย่อยและอนุภาคซึ่งมีการกระจายแสงที่ดีเยี่ยม เพราะคุณสมบัติของแสง ,จะใช้เป็นแสงกระจายชั้นเพื่อลดการขนส่งอิเล็กตรอนเส้นทาง [ 26,27 ] เมื่อเทียบกับชั้นทำงาน แสงกระจายชั้นใช้จะต้องมีประสิทธิภาพในการกระจายแสงมากกว่าการส่งผ่านแสงเกี่ยวกับการปรับปรุงประสิทธิภาพของแสงเก็บเกี่ยว .มีผลงานวิจัยได้รับในรูปแบบของนวนิยายนาโนวัสดุ TiO2 scatteringlayer กับสมบัติเชิงโครงสร้างและพื้นผิว เช่น โครงสร้างกลวงและ nanoporous ไมโครสเฟียร์ [ 28,29 ] เกือบทั้งหมดรายงาน TiO2 โครงสร้างรูพรุน nanopores ังระหว่างเนื้อเยื่อเกี่ยวพันโดยประกอบของอนุภาคซบซึ่งอาจนำไปสู่การสูญเสียบางส่วนของรังสีที่เกิดขึ้นเมื่อถ่ายทอดผ่าน nanopores . [ 28,30,31 ] อื่น ๆปัจจัยลบสีอิเล็กโทรไลต์เต็มในต่ำ packingdensity กระจายชั้นไม่สมบูรณ์และมีผลผูกพันเว็บไซต์ที่เชื่อมต่อระหว่างชั้นการใช้งานและการกระจายของเลเยอร์ [ 32 ]
นาโนสดสามารถหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องดังกล่าวเนื่องจากลักษณะคล้ายคลึงกับชั้นทำงาน อย่างไรก็ตาม การเพิ่มขอบเขตในการเพิ่มอิเล็กตรอนชั้นนำและการจัดแสดงจนโอนอิเล็กตรอนและหลุมที่ยาวขึ้น


n ที่ผู้เขียนที่ : ห้องปฏิบัติการพลังงานในอนาคต ภาควิชาวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมเหอเฟย์มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี no.193 Tunxi ถนนเหอเฟย์ , Anhui , 230009 China
อีเมล์ : [e-mail] ( J . Liu ) [e-mail] ( X - W . Liu )
http://dx.doi.org/10.1016/j.solmat.2014.11.020 0927-0248 / & 2014 นอกจากนี้เท่าสงวนลิขสิทธิ์ .
เส้นทาง ดังนั้นมันเป็นสิ่งสำคัญเพื่อปรับปรุงการกระจายแสงและอิเล็กตรอนโอนชั้น TiO2 ด้านนอกสำหรับ photoanode . เพื่อความรู้ที่ดีที่สุดของเราผลน้อย ถ้าได้ มีรายงานการจ้างสดหรือการรวมของอนุภาคกระจายชั้น เนื่องจากความอ่อนของลักษณะ งานที่ท้าทายมากที่สุด คือ การออกแบบโครงสร้าง หรือ การรวมของพวกเขาสดที่ต้องการประสิทธิภาพสูงกระจายในชั้น dsscs เพื่อหลีกเลี่ยงการกล่าวถึงข้อบกพร่อง สำรวจคุณสมบัติใหม่ใน dsscs สดนาโน ,ในที่นี้เราพัฒนาใหม่เช่น anatase TiO2 โครงสร้างที่มีขนาดลูกเต๋า และเปิด concaves บนพื้นผิวของอนุภาคนาโนสัมผัสสด . โครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์แสดงถึงคุณลักษณะของทั้งชั้นทำงาน และการกระจายของเลเยอร์ เป็นชั้นของโดยใช้ TiO2 กระจายสด photoanode ประสิทธิภาพจะดีขึ้นในหัวข้อ ( เกือบ 154 ครั้ง สูงเท่ากับเซลล์โดยไม่ต้องกระจาย
ชั้น )