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染料敏化太阳能电池由于其低廉的成本、简单的工艺、环境友好以及高的转化效率具有广阔的应用前景。多孔纳米晶二氧化钛光阳极作为染料敏化太阳能电池的工作电极,其表面性能和内部的电学性能决定了电池的转化效率。在不同的能量存储系统中,电化学能量存储有着显著的优越性,如高效性、多样化和灵活性,是目前最有前景的手段之一。超级电容器是目前最典型、应用最广的电化学储能装置之一。超级电容器具有较好的大电流充放电特性和优异的循环性能,有望大量投入生产使用。 基于上述问题,本论文对二氧化钛进行了深入的研究。主要制备碘掺杂二氧化钛纳米微球,组装电池后分析掺杂和微球形貌对电池性能的影响;将二氧化钛微球应用于超级电容器中。本论文的主要工作如下: 1.采用水热法制备了一系列的碘掺杂纳米二氧化钛微球,研究了不同碘掺杂量对电极的形貌,电池I-V特性以及电化学性能的影响。通过实验结果可以发现碘掺杂可以明显改善电池的许多方面性能参数。由于碘离子的加入使得电极的电子浓度有所增加,进而提高了电子的传导能力,碘掺杂的电池开路电压由原来的0.61V提高到了0.65V,短路电流由原来的9.97mA/cm2提高到了13.22mA/cm2,最后准固态电解质染料电池的转化效率相比未掺杂的3.7%提高到5.2%。 2.将制备的碘掺杂二氧化钛纳米微球应用于超级电容器的电极材料中,制备超级电容器并进行电化学性能测试。实验结果证明,由于碘掺杂和微球结构的二氧化钛具有更好地导电性能,使得碘掺杂二氧化钛纳米微球适用于超级电容器中。通过测试得到的循环伏安和充放电曲线可以计算得到其面积比电容大约在0.15mF/cm2。充放电循环2000次测试其性能发现只有4.5%的衰减,比容量保持率为95.5%。证明该电极拥有较长的使用寿命,碘掺杂二氧化钛微球适合用于超级电容器的电极中。