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• 随着地球上非再生能源日渐枯竭，对可再生能源的利用成了备受瞩目的焦点问题。太阳能作为一种储量丰富的清洁能源，将会大大改善人们的生活。太阳能电池是直接将太阳能转化为电能的装置，是人们利用太阳能的基本方式之一^[1]。染料敏化太阳能电池(DSSC)作为一种新型电池，能够有效利用太阳能，成为未来新型能源的希望。太阳能电池由于成本低、工艺简单，受到许多研究者的青睐^[2-3]。DSSC光阳极一般是由具有介孔的半导体薄膜构成，这种多孔薄膜主要负责电子传输、收集和吸附染料^[4-5]。众所周知，DSSC光阳极薄膜纳米材料的形貌、结晶类型、能带结构和比表面积对电池的效率有着很大的影响，因此有目的地改变光阳极纳米材料的结构和形貌是一种直接有效地提高DSSC光电转换效率的手段，其中核壳纳米复合结构能有效地阻碍电子复合，打开电子传输通道，提高电池的光电性能^[6-8]。但电子在传输的过程中，部分纳米材料表面会存在缺陷且易捕捉电子，从而降低电子的传输率。而优质的核壳结构可以形成势垒，大大减少电子复合率，有利于改善电池光电性能。

  研究发现Ag、Au等贵金属纳米颗粒具有表面增强拉曼效应和表面离子体共振效应(LSPR)，能够有效提升电池光电性能，因而备受研究者关注^[9-11]。因贵金属纳米颗粒具有LSPR和加强局域电磁场作用，这种LSPR能够有效提高光阳极对太阳光的捕获能力，增强电池短路电流密度和电子的传输能力，从而增强电池的光电转换效率。SiO₂能够保持纳米颗粒的形貌，防止其团聚，因此成为贵金属和介孔金属氧化物之间介质层的首选^[12]。Klimov等^[13]制备了Au@SiO₂@CdSe核壳复合材料，通过调控Au纳米颗粒与CdSe的距离，探讨了Au纳米颗粒的LSPR对CdSe发光的减弱与增强效应。Aslan等^[14]合成了Ag@SiO₂@染料分子核壳纳米结构材料，探讨了Ag纳米颗粒对染料分子发光强度的影响。近年来光活性材料CeO₂作为一种功能优良、价格低廉的稀土氧化物引起了人们的关注^[15-19]，其电子能带是从O2p轨道向Ce4f轨道转移^[20-22]，有较强的氧化还原能力，在光催化和太阳能电池领域有着广阔的应用前景^[23-25]。

  本工作中通过引入贵金属和稀土氧化物来提高DSSC的光电转换效率。首先采用溶胶-凝胶法制备Au纳米颗粒，再包覆介质层SiO₂。然后采用水热法合成Au@SiO₂@CeO₂核壳结构纳米复合材料，该结构增加了材料对染料的负载能力，增强了电池对光的吸收。将Au@SiO₂@CeO₂复合材料应用于DSSC的双层结构光阳极中作为散射层时，电池的散射效应得到提高，DSSC的光电性能得到显著改善。

  1.   实验部分

  1.1   试剂与仪器

  主要试剂包括二水合柠檬酸三钠(Na₃C₆H₅O₇·2H₂O，AR，国药集团化学试剂有限公司)、聚乙烯吡咯烷酮(AR，国药集团化学试剂有限公司)、四水合氯金酸(HAuCl₄·4H₂O，AR，国药集团化学试剂有限公司)、六水合硝酸铈(Ce(NO₃)₃·6H₂O，AR，国药集团化学试剂有限公司)、正硅酸乙酯(TEOS, C₈H₂₀O₄Si，AR，国药集团化学试剂有限公司)、异丙醇(C₃H₈O，AR，国药集团化学试剂有限公司)、六亚甲基四胺(C₆H₁₂N₄，AR，国药集团化学试剂有限公司)。

  主要仪器包括DHG-9070A电热鼓风干燥箱(上海恒科学仪器有限公司)、S-4800场发射扫描电子显微镜(SEM，日本日立公司)、Tecnai-12透射电子显微镜(TEM，美国Philip Apparatus公司)、D8 Advance多晶X射线衍射仪(德国Bruker公司)、UV-2501紫外可见光谱仪(日本Shimazu公司)、JM322R丝网印刷(天津三兴精密丝印移印设备厂)、Oriel Sol 3A class solar simulator太阳能电池测试系统(美国Newport公司)。

  1.2   P25浆料的制备

  首先合成质量分数5%的乙基纤维素松油醇溶液。然后将0.5 g P25(TiO₂，粒径20~25 nm)分散于10 mL无水乙醇中，超声分散，搅拌均匀，再加入1 mL 5%的乙基纤维素松油醇溶液，搅拌24 h。将混合溶液水浴加热至乙醇完全蒸发，得到黏稠的P25浆料。

  1.3   CeO₂纳米空心球的制备

  将75 mg炭球超声分散在15 mL乙醇中，加入15 mL 0.1 mol·L^-1 Ce(NO₃)₃的乙醇溶液，搅拌均匀。将此溶液移入水热反应釜中，在160 ℃下水热反应6 h，冷却至室温，取出离心、清洗。产物于80 ℃下干燥。将烘干的样品放入管式炉中煅烧，按10 ℃·min^-1程序升温至500 ℃，保持1 h，气氛为空气。

  1.4   SiO₂@CeO₂核壳结构纳米颗粒的制备

  在20 mL纯水、46 mL无水乙醇、5 mL氨水混合溶液加入3 mL TEOS，室温下均匀搅拌，离心、清洗得到SiO₂球。称取16 mg SiO₂球，加入10 mL 0.1 mol·L^-1 Ce(NO₃)₃乙醇溶液和60 mg六亚甲基四胺，超声分散。将反应液移入水热反应釜中，在180 ℃下水热反应4 h。冷却至室温，离心、清洗，于60 ℃下干燥得到产物。

  1.5   Au@SiO₂@CeO₂核壳结构纳米颗粒的制备

  金溶胶的制备：将36 mL超纯水倒入100 mL三口烧瓶中，加热至水冒泡后，量取适量0.1 mol·L^-1 HAuCl₄溶液加入到三口烧瓶中，继续加热到沸腾。将40 mg Na₃C₆H₅O₇·2H₂O溶解在4 mL超纯水中，然后一次性倒入烧瓶中回流，制备Au溶胶。称取13 mg聚乙烯吡咯烷酮溶于1 mL超纯水中，量取250 μL并加入冷却的金溶胶中均匀搅拌10 h以上，离心分离，将沉淀物分散到4 mL超纯水中。

  Au@SiO₂的制备：取1 mL金溶胶，加入3 mL超纯水、20 mL异丙醇和500 μL氨水，磁力搅拌0.5 h后滴加250 μL TEOS，室温搅拌4 h。将溶液离心(转速为10 000 r·min^-1)，产物于60 ℃下干燥，得到Au@SiO₂核壳结构纳米颗粒。

  Au@SiO₂@CeO₂的制备：称取16 mg Au@SiO₂，加入10 mL 0.1 mol·L^-1 Ce(NO₃)₃的乙醇溶液和60 mg六次亚甲基四胺，超声分散。将反应液移入水热反应釜中，在180 ℃下水热反应4 h。冷却至室温，离心、清洗，于60 ℃下干燥得到产物。

  1.6   光阳极的制备及DSSC组装

  采用丝网印刷，将P25浆料涂覆在FTO导电玻璃上，制备面积为0.16 cm²的P25纳米薄膜。每涂覆一层浆料，在管式炉450 ℃(10 ℃·min^-1)的条件下煅烧30 min，涂覆6层，得到P25光阳极薄膜。为了探讨不同含量Au@SiO₂@CeO₂纳米颗粒对电池性能的影响，将Au@SiO₂@CeO₂与P25粉末分别按质量比0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%研磨，然后再涂覆在已制备的P25薄膜上，每涂覆一层，在管式炉中450 ℃(10 ℃·min^-1)的条件下煅烧30 min，涂覆2层。待降至室温后，将制备好的光阳极薄膜电极浸入0.03 mmol·L^-1 N719(奥匹维特，纯度99.5%)溶液中泡24 h。取出光阳极薄膜电极用乙醇冲洗，待自然晾干后得到双层结构光阳极。将已制备好的双层结构光阳极与铂对电极组装成“三明治”结构DSSC(图 1)。

  图 1

  

  图 1.  DSSC结构示意图

  Figure 1.  Schematic diagram of DSSC structure

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  1.7   表征与DSSC性能测试

  通过D8 Advance多晶X射线衍射仪(XRD)探测材料晶型结构，Cu Kα射线源，波长0.154 06 nm，工作电压40 kV，工作电流40 mA，扫描范围20°~80°。通过S-4800场发射扫描电子显微镜(SEM)观察材料的断层和表面形貌，工作电压15 kV。通过Tecnai-12透射电子显微镜(TEM)观察Au、Au@SiO₂和Au@SiO₂@CeO₂的尺寸和形貌，工作电压200 kV。通过UV-2501紫外可见光谱仪测试光阳极薄膜材料对可见光的吸收效果，扫描波长范围为300~800 nm。采用美国Newport公司太阳能电池测试系统，在AM 1.5G(100 mW·cm^-2)模拟太阳光和功率2 W、波长980 nm激发光源下进行DSSC光伏性能测试。

  2.   结果与讨论

  2.1   形貌表征及元素分析

  图 2a为制备的Au纳米颗粒的TEM图，从图中可看出，其大小约15 nm，分散较均匀。图 2b为Au@SiO₂纳米微球的TEM图，由图可知，Au@SiO₂纳米微球为核壳结构，分散性较好，包覆较均匀，这有利于在其外层包覆CeO₂。而且SiO₂作为介质层不仅能够保持形貌，防止颗粒团聚，还能有效阻止染料和电解质对Au纳米颗粒腐蚀。图 2c和2d为Au@SiO₂@CeO₂纳米复合材料的TEM和SEM图，从图中可以看出，复合后纳米材料依然为纳米球状核壳结构，粒径约400 nm，包覆无团聚现象，分散均匀。由SEM图可以清楚地观察到纳米微球表面较粗糙，由CeO₂纳米晶组成。由图 2e中Au@SiO₂@CeO₂的高分辨TEM(HRTEM)图能够看出Au@SiO₂@CeO₂中CeO₂的晶面间距是0.312 nm，与CeO₂的(111)晶面相吻合。图 2f为Au纳米颗粒的HRTEM图，从图中能够看出Au纳米颗粒的晶格距离是0.236 nm，与Au的(111)晶面相吻合。从EDS(能谱)映射图中可以明显看到Au、Ce、Si元素分布均匀，Au分布在核壳结构中间，Ce分布在纳米材料最外层(图 3)。

  图 2

  

  图 2.  (a) Au纳米颗粒、(b) Au@SiO₂和(c) Au@SiO₂@CeO₂的TEM图; (d) Au@SiO₂@CeO₂的SEM图; (e) Au@SiO₂@CeO₂和(f) Au纳米颗粒的HRTEM图

  Figure 2.  TEM images of (a) Au nanoparticles, (b) Au@SiO₂, and (c) Au@SiO₂@CeO₂; (d) SEM image of Au@SiO₂@CeO₂; HRTEM images of (e) Au@SiO₂@CeO₂ and (f) Au nanoparticles

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  图 3

  

  图 3.  Au@SiO₂@CeO₂的EDS映射图

  Figure 3.  EDS mappings of Au@SiO₂@CeO₂

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  2.2   XRD分析

  图 4为CeO₂、Au@SiO₂@CeO₂的XRD图。由Au@SiO₂@CeO₂的XRD图可知，在2θ=28.5°、33.1°、47.5°、56.3°、59.1°、69.4°、76.7°及79.1°处出现了方铈矿CeO₂(PDF No.43-1002)的特征衍射峰，分别对应CeO₂的(111)、(200)、(220)、(311)、(222)、(400)、(331)和(420)晶面，没有其他杂峰，结晶性较好，且衍射峰相对CeO₂的XRD峰更尖锐，说明复合后晶粒增大。在2θ=38.2°、44.4°、64.6°和77.5°处出现了Au(PDF No.04-0784)的特征衍射峰，分别对应Au的(111)、(200)、(220)和(311)晶面，且结晶性较好。在2θ=26°附近则出现了无定形SiO₂的一个弱衍射峰。

  图 4

  

  图 4.  CeO₂和Au@SiO₂@CeO₂的XRD图

  Figure 4.  XRD patterns of CeO₂ and Au@SiO₂@CeO₂

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  2.3   紫外可见吸收光谱分析

  通过紫外可见漫反射光谱测试Au纳米颗粒在DSSC光阳极增强光散射作用中的LSPR效应。DSSC光阳极薄膜吸收染料分子，而染料分子又可以吸收太阳光产生光生电子。所以DSSC的染料分子捕光率和光生电子能力是光阳极散射作用和电池性能好坏的直接影响因素。而贵金属Au纳米颗粒因LSPR效应，在光照下，其导带中的自由电子会和入射光的电磁场频率保持一致，从而产生耦合作用，形成相干振荡现象^[26-28]。在这种作用下，金属表面自由电子的入射光子能量会局域存在，它会以表面等离子体激发单元形式，增强Au纳米颗粒周围的电磁场，从而在吸收光谱中形成特征共振吸收峰。图 5a为P25、P25/CeO₂(CeO₂与P25质量比为1.5%)、P25/Au@SiO₂@CeO₂(Au@SiO₂@CeO₂与P25质量比为1.5%)三种光阳极的紫外可见漫反射光谱图，从图中可以看出在400~700 nm可见光区域内，P25/CeO₂作为电池散射层时对光的散射作用要强于纯P25薄膜电极，当引入Au纳米颗粒后，涂覆Au@SiO₂@CeO₂散射层的光散射作用最优。这主要归因于包覆SiO₂的Au纳米颗粒周围的介质环境发生了变化^[29-31]。而且，由于包覆的SiO₂壳层具有较高的折射率，使得入射光多次被折射，从而使太阳光被充分吸收和利用。这表明引入Au纳米颗粒后，LSPR效应增强了光散射作用和染料周围的局域电磁场，有效提高了对光的捕获效率和光吸收率^[32-33]。

  图 5

  

  图 5.  (a) 不同光阳极的紫外可见漫反射光谱图; (b) 不同光阳极的脱附溶液的紫外可见吸收光谱图

  Figure 5.  (a) UV-visible diffuse reflection spectra of different photoanodes; (b) UV-visible absorption spectra of desorption solutions for different photoanodes

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  为探究P25/Au@SiO₂@CeO₂光阳极的LSPR效应对N719染料吸附量的影响，将P25、P25/CeO₂(CeO₂与P25质量比为1.5%)、P25/Au@SiO₂@CeO₂(Au@SiO₂@CeO₂与P25质量比为1.5%)三种光阳极放入N719溶液中吸附，然后取出电极浸泡于5 mL 0.1 mol·L^-1 NaOH溶液中脱附2 h，将脱附后的溶液进行紫外可见光吸收测试。图 5b为不同光阳极脱附N719染料溶液的紫外可见吸收光谱图。由图可知，当Au@SiO₂@CeO₂纳米复合材料作为光阳极散射层时，其对染料的吸附能力高于纯P25和P25/CeO₂，这说明Au@SiO₂@CeO₂纳米复合材料具有高的比表面积，有利于吸附染料分子，而出现这种光谱特性的另一个原因是Au@SiO₂@CeO₂复合结构中Au纳米颗粒的电子集体振荡，在Au纳米颗粒周围产生电磁场，增强了对太阳光的耦合作用，从而增强了Au纳米颗粒周围磁场和染料之间的相互作用，有利于光生电子的产生。因此，Au纳米颗粒的LSPR效应能够增强电极薄膜对入射光的吸收，从而有效提高电池的光电转换效率。

  2.4   光阳极的SEM表征

  如上所述，DSSC光阳极由P25层和覆盖在P25顶部散射层组成的双层结构。图 6显示了P25、P25/Au@SiO₂@CeO₂(Au@SiO₂@CeO₂与P25质量比为1.5%)薄膜光阳极的表面结构。从P25/Au@SiO₂@CeO₂光阳极截面的SEM图(图 6a)中可看出光阳极为双分子层结构且P25颗粒分布均匀紧实，Au@SiO₂@CeO₂纳米球颗粒覆盖在P25薄膜分子层顶部，分层明显。图 6b为P25薄膜光阳极的表面SEM图，由图可知，表面P25颗粒呈均匀、密集分布。从图 6c中可以看出Au@SiO₂@CeO₂纳米球颗粒紧密结合在一起，并和P25混合覆盖在P25薄膜分子层表面。

  图 6

  

  图 6.  (a) P25/Au@SiO₂@CeO₂光阳极的截面SEM图; (b) P25和(c) P25/Au@SiO₂@CeO₂光阳极的表面SEM图

  Figure 6.  (a) Cross-section SEM image of the P25/Au@SiO₂@CeO₂ photoanodes; Surface SEM images of (b) P25 and (c) P25/Au@SiO₂@CeO₂ photoanodes

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  2.5   光阳极的DSSC性能测试

  为了比较不同Au@SiO₂@CeO₂含量的复合光阳极和其他光阳极电池的光电性能差异，在AM 1.5G模拟太阳光照射下对比不同复合光阳极的电流密度-电压(J-V)曲线，如图 7所示。从图 7a中可以看出，相较纯P25光阳极，P25/Au@SiO₂@CeO₂复合光阳极的光电转化效率有明显提高。随着Au@SiO₂@CeO₂、P25质量比的增加，光电流表现出先增大后减小的趋势。当比值达到1.5%，电池的光电转化效率和短路电流密度达到最高。随着比值继续增加，光电转化效率开始下降，这主要是Au@SiO₂@CeO₂的过量加入导致纳米微球团聚，阻止电子的传输。图 7b则是不同复合光阳极(掺杂量均为1.5%)的J-V曲线，性能参数如表 1所示，其中J_sc表示短路电流密度，V_oc表示开路电压，FF表示填充因子，η是光电转换效率。由图 7和表 1可以看出，纯P25光阳极电池的光电转化效率为5.875%，短路电流密度为13.481 mA·cm^-2；采用丝网印刷涂覆纳米空心球CeO₂散射层于P25层上时，电池光电转化效率为6.815%，短路电流密度为14.416 mA·cm^-2；采用丝网印刷涂覆纳米复合材料Au@SiO₂@CeO₂散射层于P25层上时，电池光电转化效率为7.568%，短路电流密度为15.351 mA·cm^-2。相比纯P25和P25/CeO₂复合光阳极电池，P25/Au@SiO₂@CeO₂复合光阳极电池的短路电流密度和光电转化效率明显提高。P25/CeO₂复合光阳极相比纯P25光阳极电池的效率增加了16.0%，P25/Au@SiO₂@CeO₂复合光阳极相比P25/Au@SiO₂复合光阳极电池效率增加了7.5%，这主要归因于散射层材料的散射效应增强，染料负载能力提高。而P25/Au@SiO₂@CeO₂复合光阳极相比纯P25和P25/SiO₂@CeO₂复合光阳极电池的效率分别增加了28.8%和8.4%，这主要由于Au@SiO₂ @CeO₂纳米复合材料中引入了贵金属Au纳米颗粒，其带来的LSPR可以加强光散射作用和染料周围局域电磁场，有效提高了电池对光的捕获效率和光电转化效率。

  图 7

  

  图 7.  在AM 1.5G模拟太阳光照射下不同光电极DSSCs的J-V曲线

  Figure 7.  J-V curves of DSSCs with different photoanodes under irradiation with AM 1.5G simulated sunlight

  (a) P25/Au@SiO₂@CeO₂ photoanodes with different contents of Au@SiO₂@CeO₂; (b) Different photoanodes

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  表 1

  

  表 1  在AM 1.5G模拟太阳光下不同光电极DSSCs的光电性能

  Table 1.  Photovoltaic performance of DSSCs with different photoanodes under AM 1.5G simulated sunlight

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  Sample	Jsc / (mA·cm-2)	Voc / V	FF	η / %
  P25	13.481	0.722	0.633	5.875
  P25/CeO2	14.416	0.734	0.641	6.815
  P25/Au@SiO2	15.015	0.741	0.662	7.034
  P25/Au@SiO2@CeO2	15.351	0.743	0.686	7.568
  P25/SiO2	13.895	0.728	0.635	6.514
  P25/SiO2@CeO2	14.615	0.736	0.638	6.981

  图 8a为在AM 1.5G模拟太阳光照射下不同复合光阳极(掺杂量均为1.5%)DSSCs的光电转化效率(IPCE)图。由图可知，在波长范围300~800 nm内，将Au@SiO₂@CeO₂纳米复合材料应用于DSSC光阳极散射层的IPCE高于将P25和CeO₂光阳极应用于DSSC光阳极散射层的IPCE。这主要归因于Au@SiO₂@CeO₂纳米复合材料具有良好的光散射作用，能够高效利用太阳光。而且Au纳米颗粒具有的LSPR效应也会增强局域电磁场，拓宽光谱响应范围，增强电池光电性能。IPCE结果与J-V曲线结果一致。

  图 8

  

  图 8.  在AM 1.5G模拟太阳光照射下不同光电极DSSCs的(a) IPCE谱图和(b) EIS

  Figure 8.  (a) IPCE spectra and (b) EIS of DSSCs with different photoanodes under irradiation with AM 1.5G simulated sunlight

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  EIS用来研究电池复合光阳极的载流子在界面复合与传输情况^[34]，如图 8b所示。在AM 1.5G(100 mA·cm^-2)模拟太阳光照下测试，频率范围在100 kHz~0.1 Hz。中心半圆代表 3种不同光阳极(掺杂量均为1.5%)的P25/染料/电解质、CeO₂-P25/染料/电解质以及Au@SiO₂@CeO₂-P25/染料/电解质界面传输阻抗，半圆直径越小，表明光生电子与电解质中I₃^-、氧化态染料分子复合能力越弱，短路电流密度越大，材料性能越好。由图可知，P25/Au@SiO₂@CeO₂光阳极DSSC的界面传输阻抗半圆直径最小，说明电池负载染料后，中频范围的电化学阻抗降低，产生大量光生电子，电子复合率减少，电子传输速度快，因此短路电流密度增强^[35-36]，电池光伏性能提高。这与J-V曲线变化规律相符。

  3.   结论

  我们制备了一系列Au@SiO₂@CeO₂材料并应用于DSSC光阳极散射层，研究不同光阳极对DSSC光电性能的影响。研究表明：当空心纳米材料CeO₂作为DSSC光阳极散射层时，电池效率提高了16.0%，当引入核壳结构Au@SiO₂@CeO₂，电池效率提高了28.8%，光电性能有了显著提高。这一方面是由于CeO₂基纳米复合材料比表面积大，提高了双层复合光阳极染料的负载量，增强了光散射作用，改善了光吸收率，而且产生的光生电子传输速率快，复合少。另一方面，由于引入了贵金属Au纳米颗粒，其LSPR效应增强了光吸收和染料周围的局域电磁场，同时SiO₂作为绝缘层能够保持颗粒形貌，防止颗粒团聚，避免了Au颗粒被氧化。因此，DSSC的电流密度有了显著改善，光的捕获能力以及光电转换效率得到有效提高。

  
  
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  图 1  DSSC结构示意图

  Figure 1  Schematic diagram of DSSC structure

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  图 2  (a) Au纳米颗粒、(b) Au@SiO₂和(c) Au@SiO₂@CeO₂的TEM图; (d) Au@SiO₂@CeO₂的SEM图; (e) Au@SiO₂@CeO₂和(f) Au纳米颗粒的HRTEM图

  Figure 2  TEM images of (a) Au nanoparticles, (b) Au@SiO₂, and (c) Au@SiO₂@CeO₂; (d) SEM image of Au@SiO₂@CeO₂; HRTEM images of (e) Au@SiO₂@CeO₂ and (f) Au nanoparticles

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  图 3  Au@SiO₂@CeO₂的EDS映射图

  Figure 3  EDS mappings of Au@SiO₂@CeO₂

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  图 4  CeO₂和Au@SiO₂@CeO₂的XRD图

  Figure 4  XRD patterns of CeO₂ and Au@SiO₂@CeO₂

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  图 5  (a) 不同光阳极的紫外可见漫反射光谱图; (b) 不同光阳极的脱附溶液的紫外可见吸收光谱图

  Figure 5  (a) UV-visible diffuse reflection spectra of different photoanodes; (b) UV-visible absorption spectra of desorption solutions for different photoanodes

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  图 6  (a) P25/Au@SiO₂@CeO₂光阳极的截面SEM图; (b) P25和(c) P25/Au@SiO₂@CeO₂光阳极的表面SEM图

  Figure 6  (a) Cross-section SEM image of the P25/Au@SiO₂@CeO₂ photoanodes; Surface SEM images of (b) P25 and (c) P25/Au@SiO₂@CeO₂ photoanodes

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  图 7  在AM 1.5G模拟太阳光照射下不同光电极DSSCs的J-V曲线

  Figure 7  J-V curves of DSSCs with different photoanodes under irradiation with AM 1.5G simulated sunlight

  (a) P25/Au@SiO₂@CeO₂ photoanodes with different contents of Au@SiO₂@CeO₂; (b) Different photoanodes

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  图 8  在AM 1.5G模拟太阳光照射下不同光电极DSSCs的(a) IPCE谱图和(b) EIS

  Figure 8  (a) IPCE spectra and (b) EIS of DSSCs with different photoanodes under irradiation with AM 1.5G simulated sunlight

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  表 1  在AM 1.5G模拟太阳光下不同光电极DSSCs的光电性能

  Table 1.  Photovoltaic performance of DSSCs with different photoanodes under AM 1.5G simulated sunlight

  Sample	Jsc / (mA·cm-2)	Voc / V	FF	η / %
  P25	13.481	0.722	0.633	5.875
  P25/CeO2	14.416	0.734	0.641	6.815
  P25/Au@SiO2	15.015	0.741	0.662	7.034
  P25/Au@SiO2@CeO2	15.351	0.743	0.686	7.568
  P25/SiO2	13.895	0.728	0.635	6.514
  P25/SiO2@CeO2	14.615	0.736	0.638	6.981

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