廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院林昌健教授課題組發(fā)展了一種制備高比表面積多孔狀單晶金紅石TiO2納米棒陣列光陽極的方法，并大幅度提高了此類光陽極材料染料敏化太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率。相關(guān)結(jié)果日前發(fā)表在化學(xué)學(xué)科期刊EnergyEnviron.Sci。此前，課題組還發(fā)表了有關(guān)Cu2O納米顆粒負(fù)載的TiO2納米管陣列p-n異質(zhì)結(jié)光電極的研究成果。

一維陣列結(jié)構(gòu)的單晶金紅石TiO2納米棒具有諸多獨(dú)特的光電性質(zhì)，已被廣泛地應(yīng)用于光催化、光解水制氫、超輕超疏自清潔圖層、傳感器和染料敏化太陽能等能源環(huán)境研究。雖然目前已有許多研究致力于提高單晶金紅石TiO2納米棒陣列膜的比表面積，但如何發(fā)展一種有效、環(huán)保、綜合性能優(yōu)良的制備方法仍然是一大挑戰(zhàn)。在已有的研究基礎(chǔ)上，林昌健教授課題組首次報(bào)道了通過簡(jiǎn)單的水熱法結(jié)合后續(xù)的化學(xué)刻蝕，在透明導(dǎo)電玻璃基底表面構(gòu)筑結(jié)合力強(qiáng)、膜厚達(dá)~20μm的高比表面積、多孔狀單晶金紅石TiO2納米棒陣列膜，并在染料敏化太陽能電池應(yīng)用中取得了7.91%的光電轉(zhuǎn)化效率。這是目前國內(nèi)外基于金紅石TiO2納米棒陣列膜的染料敏化太陽能電池中報(bào)道的最高效率。

該研究是在林昌健教授指導(dǎo)下，由課題組碩士研究生呂妙強(qiáng)（第一作者）及其他研究生共同參與完成。該研究工作得到國家自然科學(xué)基金委、科技部及福建省科技廳等資助。