《表2 QDSCs样品的光伏参数》

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《多壁碳纳米管对太阳能电池光阳极微裂纹的优化和性能的影响》

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图7为不同光阳极的电池样品的伏安特性曲线。由图7所得的光伏参数，开路电压（Voc）、短路电流（JSC）、填充因子（FF）和光电转换效率（η/%）列于表2中。纯Ti O2光阳极太阳能电池的电流密度为7.27 m A/cm2，光电转化效率为1.82%。当加入0.01%的MWCNTs时电流密度和光电转化效率只是略微减小，几乎没有变化。这是因为MWCNTs含量太少，不能达到填充微裂纹的效果。当掺入0.05%的MWCNTs时，光电转化效率和电流密度都最高，分别达到3.14%和11.51 m A/cm2。这是因为光生电子在Ti O2纳米粒子中扩散方向比较随机，当掺入适量的MWCNTs时，一方面，MWCNTs可以作为骨架支撑Ti O2纳米粒子，以其纳米级孔道结构快速定向地传输光电子，增加电子扩散的速度和长度，保证了光电子收集效率，有效提升电流密度；另一方面，掺入比表面积较大的酸化MWCNTs有利于Ti O2纳米颗粒和电解质溶液充分接触，有效地提取光生电子，提高电流密度。引入适量的MWCNTs既易于填补微裂纹，又不会引起较多的缺陷，使光电子传输路径变得顺畅，减少电荷复合从而提高光电压。然而，当MCNTs掺入量达到0.50%时，电流密度和光电压均大幅度下降，甚至比纯TiO2光阳极的低。这是因为MWCNTs含量的增加，会过多的暴露在光阳极薄膜表面，一定程度上减少量子点与TiO2纳米颗粒的接触面积，并且MWCNTs与量子点一起竞争太阳光，降低量子点对光的捕获量直接影响光生电子的产生，从而降低太阳能电池的光电流[26–27]。其次，引入过多的MWCNTs，会引起MWCNTs和TiO2纳米颗粒严重团聚，缺陷增多，不仅造成光电子传输路径紊乱，还会增加很多不良界面对电子阻隔大，容易被捕获与空穴复合，从而降低光电压。