DOI:10.1016/j.jcis.2020.09.017

通常会引入SnO2/TiO2 II型异质结来提高光电化学电极中光生载流子的分离效率，而这些异质结大多数是核-壳结构，这往往限制了两种组分的协同作用。在这项工作中，采用一种具备两个V形连接导电通道的新型无针静电纺丝技术（V形通道静电纺丝）制备了成分比可调的不对称SnO2/TiO2并列双组分纳米纤维（SBNFs）。结果表明，与传统的使用两个并排金属针的静电纺丝相比，这种V通道静电纺丝技术对于大规模制备SBNF材料具有更高的稳定性、可控性和可调性。这些SnO2/TiO2 SBNFs是不对称的，由微SnO2 NF（直径在20-80nm之内可调）和Sn掺杂TiO2 NF（直径约250nm）组成。此外，基于这种不对称SnO2/TiO2 SBNFs的染料敏化太阳能电池（DSSCs）的最大功率转换效率（PCE）为8.3％，是基于TiO2 NFs的电池的2.59倍。一系列分析表明，PCE的增强主要归因于通过SnO2 NFs改善的电子传输和通过不对称SnO2/TiO2异质结界面增强的载流子分离。本研究将为高性能光电化学器件中SBNFs的制备提供一些新的见解。

图1.（a）V通道静电纺丝装置示意图，（b）SnO2/TiO2 SBNFs的形成过程，以及（c）在DSSCs中通过SnO2/TiO2异质结的分离和传输。（b）中的插图是退火前后电纺SBNFs的SEM图像。

图2.（a-b）为SnO2/TiO2-10 SBNFs退火前后的SEM图，（c，e）SnO2/TiO2-10 SBNFs的SEM和TEM图。（d，f）分别为SnO2/TiO2 SBNFs中SnO2 NF和TiO2 NFs的HR-TEM图像和（g-h）SEAD图谱，（g-h）SnO2/TiO2-10 SBNF中Ti和Sn的元素映射图，（i，j）SnO2/TiO2-10 SBNF中SnO2 NF和TiO2 NFs的SEAD图像。（a）中的插图是相应的放大SEM图像，（b）中的插图是SnO2/TiO2-10 SBNFs中TiO2 NFs的直径分布，（c）中的插图是SnO2/TiO2 SBNFs的EDX光谱。

图3.（a）TiO2 NFs和SnO2/TiO2-10 SBNFs的XRD图谱和（b）拉曼光谱。

图4.（a）基于TiO2 NF、SnO2@TiO2核壳纳米纤维和TiO2/SnO2 SBNF光阳极的DSSCs的J-V曲线，（b）奈奎斯特图，（c）Bode图。（b）中的插图显示了DSSCs的等效电路。

图5.（a）基于具有不同SnO2含量的SnO2/TiO2 SBNF光阳极的DSSCs的J-V曲线，（b）奈奎斯特图，（c）Bode图，（d）根据V-T曲线计算得出的τn。（b）中的插图显示了DSSCs的等效电路。