基于铜钴硫化物的染料敏化太阳能电池光伏性能的研究

对电极对染料敏化太阳能电池的性能有很大影响。开发了一种无铂、低成本的二元复合对电极。采用溶剂热法在导电玻璃上成功地制备铜钴硫化物(Cu-Co-S)对电极。以硫化铜对电极为基础,在实验过程中引入钴元素,通过SEM和TEM图像可以看出,钴元素的引入改变了纯硫化铜对电极单一的物理特性。与此同时,通过Tafel和EIS等电化学测试对铜钴硫化物对电极进行了电催化活性的测试,测试结果表明,钴离子的引入改变硫化铜对电极的晶体结构,同时也提高了对电极的电催化性能。在光电流密度-电压曲线图中可以看到,由硫化铜对电极和铜钴硫化物对电极分别制备的染料敏化太阳能电池的光电转换效率从4.6%提高到5.2%,而铂对电极的原始效率为5.3%,铜钴硫化物对电极的效率已经非常接近于铂电极,从某种程度来说,达到了可以替代铂的作用,故铜钴硫化物对电极有望成为染料敏化太阳能电池更优良的对电极材料。

SnO_(2)致密层在染料敏化太阳能电池中的应用研究

在染料敏化太阳能电池中,半导体薄膜为其重要组成部分,是当前研究热点之一。为有效提升电池器件短路电流密度,在氟掺杂二氧化锡(FTO)导电玻璃上构建SnO_(2)致密层,制备出SnO_(2)-TiO_(2)复合半导体薄膜。结构形貌测试表明,SnO_(2)-TiO_(2)复合半导体薄膜厚度略大于TiO_(2)半导体薄膜。电化学测试明确,SnO_(2)-TiO_(2)复合半导体薄膜能抑制FTO导电玻璃上电子与电解液中氧化还原电对之间的复合反应,有效提升了电池器件的短路电流密度。光电流密度-电压曲线证实基于SnO_(2)-TiO_(2)复合半导体薄膜的电池器件短路电流密度达到了17.53 mA/cm^(2),其光电转换效率为7.28%,高于基于TiO_(2)半导体薄膜的电池器件效率6.74%。

NiCoSe_(4)薄膜制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

作为染料敏化太阳能电池的关键构成部分,对电极一直是研究的重点,尤其是硒化物对电极。本文采用恒电位沉积-溶剂热-硒化过程制备出钴镍基硒化物薄膜,并直接作为染料敏化太阳能电池的对电极。物相、形貌以及表面元素价态等分析表明,在氟掺杂氧化锡(FTO)玻璃上可直接获得NiCoSe_(4)薄膜,该薄膜是一种由纳米颗粒构成的片状多孔结构。电化学测试结果表明,NiCoSe_(4)薄膜在基于I-/I-3氧化还原电对的电解液中具有良好的电催化活性,由其构成的电池器件也展现出了良好的光伏性能,且光电转换效率达到了7.84%,高于铂基电池器件效率的6.95%。