《表2 通过等效电路拟合后不同NbCl5浓度的钛网基底Nb2O5@TNWAs/YEF-TiO2-UCNPs复合结构DSSCs的电化学阻抗数据》

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《Nb_2O_5包覆对TiO_2纳米阵列/上转换发光复合结构柔性染料敏化太阳能电池性能的影响》

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图10（a）给出了暗态下，不同NbCl5浓度Nb2O5@TNWAs/YEF-TiO2-UCNPs复合结构DSSCs的Nyquist曲线，经图10（d）所示等效电路拟合，对应的拟合后电化学阻抗数据见表2。结果显示，在Nb Cl5浓度为10和20 mmol/L时，DSSC的复合阻抗Rrec由未包覆时的101.5Ω分别增大到130.2和186.9Ω。这是由于Nb2O5的导带能级比锐钛矿TiO2能级略高（约100 meV）[26]，如图9所示，光生电子在极短时间内由染料注入Nb2O5包覆层（10–12 s），再迅速注入到TiO2导带（10–12 s），相比于光生电子和电解液（I–/I3–）发生复合的时间（10–2 s）大大缩短[30-31]。此外，注入TiO2的光生电子因为高能级Nb2O5包覆层的阻挡不能与电解液发生复合，Rrec增大。当NbCl5浓度在40和60 mmol/L时，Rrec明显降低，这是由于Nb2O5包覆层过厚，阻碍了光生电子在光阳极内的传输。图10（b）为标准太阳光照射下，不同NbCl5浓度的Nb2O5@TNWAs/YEF-TiO2-UCNPs复合结构DSSCs的Nyquist曲线，Rtr为图中第二个半圆弧的直径[32]。表2中拟合结果显示，当NbCl5浓度为10和20 mmol/L时，Nb2O5包覆层可以降低光阳极染料/半导体TiO2界面的传输阻抗，但影响不明显。通过式（3）计算可得光阳极的电子收集效率ηec（结果见表2）。NbCl5浓度为10和20 mmol/L时，光阳极的电子收集效率由0.73提升到0.84和0.91，而40和60 mmol/L时下降到0.73和0.69。