染料光敏化剂在染料敏化太阳能电池研究进展

简要分析了染料敏化太阳能电池的工作原理以及基本结构,针对染料光敏化剂在染料敏化太阳能电池(DSSC)所扮演的关键角色,重点综述了多吡啶钌光敏化剂、有机染料光敏化剂及复合染料光敏化剂在DSSC的应用研究进展。其中混配多吡啶钌配合物应用在DSSC光电转化效率(η)普遍较有机染料和复合染料敏化剂高,且稳定性好,成为提高DSSC光电性能的有效途径。最后展望了未来DSSC新型光敏化剂的发展前景。

染料敏化太阳能电池中染料光敏化剂研究进展

染料敏化太阳能电池是一个很热门的研究领域,而染料光敏化剂的性能对太阳能电池的转化效率有重要影响。该文针对染料光敏化剂在太阳能光电池中所扮演的角色及常用的几种染料光敏化剂的应用研究进展作一综述。

有机染料敏化剂JK16和JK17的几何结构、电子结构及相关性质(英文)

运用密度泛函理论中的杂化泛函B3LYP研究了高效太阳能电池新型染料敏化剂JK16和JK17的几何结构、电子结构、极化率和超极化率,并用含时密度泛函理论(TDDFT)研究了电子吸收谱.基于含时密度泛函理论计算结果和实验结果的定性符合,指认了在可见和近紫外区的吸收属于π→π*跃迁.计算结果还表明JK16和JK17激发能最低的三个跃迁都与光诱导电荷转移过程有关,而且二-二甲基芴氨基苯并噻吩基团对光电转换过程的敏化起主要作用,发生于染料敏化剂JK16、JK17和TiO2界面之间的电荷转移是由染料分子激发态向半导体导带的电子注入过程.此外,通过对JK16和JK17的比较,分析了亚乙烯基对几何结构、电子结构和谱学特性的影响.

染料敏化太阳能电池天然敏化剂的研究进展

染料敏化剂是影响染料敏化太阳能电池(DSC)性能的重要因素。介绍了染料敏化剂的分类及获得高效、稳定的电池时染料敏化剂需要满足的条件,根据天然染料敏化剂的分类,分别介绍了叶绿素类、花青素类、类胡萝卜素类以及单宁酸等天然染料作为DSC敏化剂的研究进展及其区别,指出对天然染料敏化剂的研究有利于降低染料敏化太阳能电池的生产成本并促进其工业化发展。

能量传递中敏化剂发光强度与浓度的关系

本文研究了连续光激发下能量传递中敏化剂发光强度与浓度的关系。指出,可以通过双对数坐标中发光强度与浓度的关系曲线在浓度足够大时的斜率确定敏化剂间及敏化剂与激活剂间相互作用的类型。讨论了有浓度猝灭时亮度最高的掺杂浓度与能量传递参数的关系以及样品厚度对测量结果的影响。

动压作用下敏化剂对乳化炸药破乳程度的影响

利用电导率仪测量了玻璃微球和膨胀珍珠岩两种敏化剂敏化的乳化炸药在动压作用前后的电导率变化情况,用电导率的大小来表征乳化炸药的破乳程度,分析了敏化剂的种类和含量对乳化炸药破乳程度的影响。结果表明,在相同的动压作用下,乳化炸药的电导率随着敏化剂含量的增加而增大,对于相同敏化剂含量的乳化炸药来说,玻璃微球敏化的乳化炸药的电导率小于膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药,因此,玻璃微球敏化的乳化炸药的抗动压性能优于膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药,适当降低敏化剂的含量,可以降低乳化炸药的破乳程度,提高乳化炸药的抗动压性能。

敏化剂敏化改性TiO_2的研究进展

利用敏化剂敏化改性TiO2是近年来TiO2改性研究的一个新进展。介绍了敏化剂对TiO2的敏化作用机理,综述了有机敏化剂和无机敏化剂敏化改性TiO2的研究进展,概述了敏化TiO2的应用及有机和无机敏化改性TiO2存在的不足之处,同时指出研制成本低廉、环境友好、具有良好稳定性的敏化剂是未来敏化改性TiO2的研究重点。

动压作用下敏化剂对乳化炸药析晶量的影响

利用水下爆炸测试系统,对乳化炸药药包进行动压加载,测出动压作用前后乳化炸药药包水中爆炸冲击波压力大小,计算出压力减敏程度,并利用水溶法测量了乳化炸药在动压作用前后析晶量的大小,用析晶量的大小来表征乳化炸药的破乳程度,分析了敏化剂的含量和类型对乳化炸药破乳程度的影响。实验结果表明:在相同的动压作用下,乳化炸药的析晶量随着敏化剂含量的增加而增大,其减敏程度也相应地增大;对于相同敏化剂含量的乳化炸药来说,玻璃微球敏化的乳化炸药的析晶量小于膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药,其减敏程度也相应地小于膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药。因此,玻璃微球敏化的乳化炸药的抗动压性能优于膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药,适当降低敏化剂的含量,可以降低乳化炸药的破乳程度,提高乳化炸药的抗动压性能。

炸药敏化剂的分子结构、电子结构和生成热(英文)

在HF/6-31G*和B3LYP/6-31G*基组水平上,对硝酸乙酯(EN)、硝酸正丙酯(NPN)、硝酸异丙酯(IPN)、硝酸异辛酯(EHN)和四甘醇二硝酸酯(TEGDN)五种炸药敏化剂进行理论计算,研究了标题物的分子结构、电子结构和能量等方面的性质.基于Mulliken布居和键长分析,五种硝酸酯分子的热分解始于O2—N3键的断裂,且由Mulliken电荷分布推知分子热解产生NO2气体.在分析前线轨道能(EHOMO,ELUMO)和能量差(ΔE)的基础上对五种硝酸酯的相对热稳定性大小进行了评估.由等键反应获得的EN、IPN、NPN、EHN和TEGDN的标准生成热分别是-155.972、-190.896、-175.279、-272.376和-790.733kJ·mol-1.

敏化剂类型对乳化炸药减敏程度的影响

利用水下爆炸测试系统,对不同动压作用后玻璃微球和膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药的减敏现象进行了研究,比较了在相同动压作用前后两种敏化方式的乳化炸药的减敏程度。结果表明,敏化剂的类型对乳化炸药动压下的减敏作用影响很大,在相同动压作用后的膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药的减敏程度,大于玻璃微球敏化的乳化炸药。

液结太阳能电池敏化剂研究进展

液结太阳能电池利用敏化纳米半导体把太阳能转化为电能,具有价格低、效率高等优点,近年来已引起了越来越多研究者的广泛兴趣。简要地介绍了液结太阳能电池的结构、工作原理,并对敏化剂类型、作用及在电极上的修饰途径进行了综述。在此基础上,提出了今后研究工作的重点。

纳米光电化学电池的敏化剂及其敏化机理研究

为提高纳米光电化学电池的稳定性及其光电转换率,在选择敏化剂的同时,对其敏化机理进行了研究。除了相对较成熟的敏化剂———染料和窄禁带半导体外,导电聚合物成为新的研究热点。对各种敏化剂及其敏化机理研究进行了综述。

染料敏化太阳能电池中金属有机配合物染料敏化剂的研究进展

染料敏化太阳电池(DSSC电池)近年来已经引起国内外众多学者的重视,越来越多的研究者对此表现出极大的兴趣。染料敏化剂是影响染料敏化太阳电池光电转化效率(IPCE)和寿命的最关键的因素。简要介绍了DSSC电池的结构及工作原理,主要综述了近年来很有前景的有机金属配合物染料敏化剂的研究进展。为新染料的设计与合成及提高电池的光电转化效率和稳定性提出了值得进一步深入研究的问题。

卟啉钯敏化剂构效性质与三线态-三线态湮灭上转换性能研究

上转换发光是一种将长波长的激发光转化为短波长发射的反斯托克斯发光现象,三线态-三线态湮灭上转换(TTA-UC)能够在较低密度能量下被激发,且上转换量子产率高,因此获得研究者们广泛关注。关于敏化剂分子结构与上转换发光性能相关性的研究一直是TTA-UC研究领域的重要热点,选择两种代表性的卟啉钯光敏剂[PdOEP-八乙基卟啉钯(Ⅱ)和PdBrTPP-四溴苯基卟啉钯(Ⅱ)]与蒽衍生物9,10-(4-羟甲基)苯基蒽p-DHMPA发光剂组合上转换体系作为研究模型,通过一系列合成工作获得材料分子后,进一步比较两种敏化剂的光谱性质与体系最终上转换性能之间关系。通过细致研究敏化剂和发光剂的荧光发射和寿命等光谱性质对敏化剂系间窜越,三线态-三线态能量转移及三线态-三线态湮灭等能量传递过程的影响后,发现在532 nm处的摩尔吸光系数PdBrTPP(10.8 cm^-1·mmol^-1)大于PdOEP(3.0 cm^-1·mmol^-1);三线态寿命PdBrTPP(173.13μs)大于PdOEP(109.21μs)。但与p-DHMPA配对时光敏剂与发光剂的三线态能级差ΔE TT,PdOEP(0.140 eV)却高于PdBrTPP(0.062 eV),通过Stern-Volmer方程得到Stern-Volmer猝灭常数K SV和双分子猝灭常数k q值也是PdOEP略高,最终表现出上转换阈值PdOEP/p-DHMPA(22.40 mW·cm^-2)小于PdBrTPP/p-DHMPA(29.78 mW·cm^-2),上转换发光效率ΦUC,PdOEP/p-DHMPA(28.3%)大于PdBrTPP/p-DHMPA(26.8%)。因此,卟啉钯敏化剂的构效对三重态湮灭上转换发光效率影响最为重要的决定因素是敏化剂三线态高低。对于不同的敏化剂,在分子主体结构、摩尔吸光系数与三线态寿命等光谱参数差别不大的情况下,敏化剂的三线态能级越高,就将会具有更大的上转换发光效率。然而如果以总上转换能力指标来评价,PdBrTPP的共轭结构能够提升其在激发波长处吸收更多光子的能力,具有比PdOEP更高的摩尔吸光系数,造成其总上转换能力η比PdOEP高3.4倍。因此从上转换总效能指标来评价,通过敏化剂分子设计调控其在激发光波长处的摩尔吸光系数也不失为一种简单易行的方法。

染料敏化太阳能电池敏化剂材料研究进展

染料敏化太阳电池(DSCs)是一种新型光伏电池,在充满前景的太阳能发电市场中,实现染料敏化太阳能电池商品化的最重要的前提之一就是提高能量转换效率。介绍了染料敏化太阳能电池的结构与基本原理,在影响DSCs能量转换效率的三大因素中,重点综述了通过染料敏化剂材料的设计和开发来提高电池光电流。介绍了钌多吡啶配合物、非金属有机染料、有机金属染料(酞菁锌和卟啉锌染料)的设计开发及其如何增加电池光吸收效率、降低染料分子在TiO2半导体材料上的聚集及电子复合,提高电池光电流。同时介绍了现阶段通过共敏化剂方法提高DSCs的光电能量转换效率的进展。最后,对于进一步提高能量转化效率所面临的挑战,以及DSCs的商品化前景进行了展望。

染料敏化太阳电池中有机染料敏化剂的研究进展

染料敏化太阳电池(DSC电池)近年来已经引起国内外众多学者的重视,越来越多的研究者对此表现出极大的兴趣。染料敏化剂是染料敏化太阳电池的光电转化效率(IPCE)和寿命最关键的因素。简要介绍了DSC电池结构及工作原理,主要是针对近年来很有前景的香豆素类、半菁类、多烯类、吲哚类及其他很有发展潜力的有机染料敏化剂研究所取得的进展进行了综述。为新染料的设计与合成,为提高电池的光电转化效率和稳定性提出了值得进一步深入研究的问题。

微波敏化剂传热模型

介绍了采用敏化剂为内加热源,利用微波加热塑化聚合物的原理。通过空间离散建立了敏化剂在聚合物基体中为内热源加热塑化聚合物过程中的传热模型,进行了详细的理论推导,并给出了求解此传热模型的数值解法。

染料敏化太阳能电池的非金属有机敏化剂

染料敏化太阳能电池(DSSC)是一种新型的太阳能电池,综述了DSSC的非金属有机染料敏化剂的研究现状,分析了各类敏化剂的结构与电池的能量转换效率的关系,并提出非金属有机染料结构的设计思路。

染料敏化纳米晶薄膜太阳能电池用染料敏化剂的研究进展

染料敏化剂的性能是影响染料敏化太阳能电池光电转化效率的重要因素,关于染料敏化剂的研究是当前研究的热点之一。本文简要介绍了染料敏化剂在染料敏化纳米晶太阳能电池中的作用以及各种染料敏化剂的优缺点及发展现状,并对其应用前景进行了展望。

含水炸药敏化剂膨胀珍珠岩敏化机理探讨

膨胀珍珠岩是乳化炸药等含水炸药较有效的敏化剂,实践证明了其所含微气泡敏化的正确性。根据BET法和BJH法测定了膨胀珍珠岩的比表面积、孔径分布和孔容等微观结构参数。结果说明,膨胀珍珠岩具有较大的比表面积和总表面积、适中的孔径和孔径分布以及较大的累积孔体积和累积孔面积,为膨胀珍珠岩具有敏化作用和密度调节作用找到了最直接的证据。本研究从膨胀珍珠岩微细孔的微观结构上,解释和说明了其具有良好敏化作用的根本原因在于其特定的多微孔表面结构,符合热点起爆的有关机理。