介孔ZnO、NiO的叠层染料敏化太阳电池的研制

染料敏化太阳电池具有成本廉价、制作工艺简单以及性能稳定的特点,为人类廉价和方便地使用太阳能提供了有效的方法。目前,染料敏化太阳电池的最高转换效率由n-DSSCs保持,利用介孔TiO2纳米晶作电极材料,转换效率达到了12%,但是要进一步提高电池效率遇到了挑战。采用ZnO光阳极和NiO光阴极,分别以N719和C343为光敏剂,研究了组建叠层染料敏化太阳电池的可行性。J-V测试结果表明,从NiO端照射时,pn-DSSCs的开路电压Voc可达694mV,为相应的n-DSSCs和p-DSSCs的开路电压之和。器件的Jsc、FF和h分别为2.73mA/cm2、34.8%、0.66%。研究了电解质中I2与I-相对浓度变化对电池性能和电荷迁移电阻的影响,随着I2/I-浓度比从1∶20增加到1∶1,电池效率从0.71%增加到0.98%。

新型复合及叠层染料敏化太阳电池研究

染料敏化太阳电池(DSC,染敏电池)是一种新型光伏电池.为了进一步提高染敏电池的光电转化效率,以提高太阳光利用率、拓宽电池整体吸收为切入点,主要研究了三种叠层染敏电池及自主开发的一种基于膜转移技术的新型复合染敏电池.首先对三种叠层染敏电池的性质、不同结构中顶层及底层电池效率的影响因素进行了系统研究.其次对新型复合染敏电池进行了叠加性质、高效化及VOC机理研究.研究发现:新型复合结构有效拓宽了电池的吸收光谱,其单色光光电转换效率(IPCE)及短路电流密度(JSC)为复合光阳极两部分值的叠加,最终获得了11.05%的高效率.并通过电化学阻抗谱(EIS)确定了其获得较高VOC的原因和TiO2/染料/电解质界面的背反应级数相关.最后,在相同条件下,将复合染敏电池与各种叠层染敏电池、染料协同敏化电池进行了对比.结果表明:新型复合染敏电池具有最优的光电转化效率.

柔性染料敏化太阳电池光阳极的优化及叠层电池的初步研究

在前期对冷等静压制备柔性染料敏化太阳电池(DSC)研究的基础上,开展了浆料的优化及叠层DSC的研究。首先利用水热法处理由小颗粒P25调配的浆料,发现处理后浆料的稳定性及DSC的效率得到了大幅提高。在P25浆料中加入不同比例200 nm TiO2大颗粒提高光散射,当P25与200 nm TiO2比例为4:1时,DSC获得最高光电转换效率3.11%。在此基础上,尝试用N719和N749双层染料敏化,发现双层染料敏化后电池的效率介于N719和N749单独敏化的电池效率,这可能是由于光阳极变厚不利于电子传输以及染料相互接触影响染料纯度,光阳极厚度及电池结构有待于进一步优化。

缓冲层对TiO_2染料敏化太阳电池光电性能的影响

在TiO2纳米晶薄膜与透明导电玻璃之间介入缓冲层,探究缓冲层对染料敏化太阳电池(Dye-sensitized Solar Cell,DSC)性能的影响,测试比较DSC的短路电流Isc和开路电压Voc。结果表明:缓冲层的设计增加表面粗糙度,提高染料分子负载率,增强对入射光的吸收和利用;具有缓冲层的DSC表现出较高的Isc和Voc,且随缓冲层厚度的增加,Isc有所提高;而当厚度过大时,有一部分入射光被反射,Isc呈下降趋势,Voc无明显变化。

TiO_2纳米线胶光散射层的染料敏化太阳电池性能

TiO2纳米线因其一维形态所致的快速电子传导及光散射而成为制备染料敏化太阳电池(DSSC)的一种具有良好潜能的材料。纳米线的长度及分散性是影响DSSC效率的主要因素。制备出了TiO2分散长纳米线胶,其显示出良好的散射性能,与商业P200胶相比,不妨碍染料的吸收,用作DSSC中的光散射层时可提高染料敏化电池性能。采用P25/纳米线复合材料的DSSC有效面积为0.25 cm2时,光电转化效率达到了5.73%,与P25/P200复合材料的DSSC及P25的DSSC相比,效率有明显提高。

具有缓冲层的ZnO光阳极染料敏化太阳电池研究

采用乳液聚合技术合成聚苯乙烯微球(polystyrene spheres,简称PS),利用浸提法,在透明的导电玻璃(SnO2:F,简称FTO)基底上制备PS胶晶阵列模板;然后,继续采用浸提法,将ZnO溶胶灌注于PS阵列模板上,煅烧后,制得多孔结构的ZnO缓冲层。采用水热法合成ZnO纳米线,并将其分别涂覆于干净的FTO基底和具有ZnO缓冲层的FTO基底,制成光阳极。利用X射线衍射仪(XRD)和环境扫描电子显微镜(SEM),对光阳极光电转换材料进行结构和形貌表征分析。

染料敏化太阳电池TiO2缓冲层厚度对性能的影响

影响染料敏化太阳电池性能因素较多。用水热法制备不同维数的TiO2纳米棒阵列作太阳电池缓冲层,其光电转换效率低。为深入研究TiO2缓冲层厚度与染料敏化太阳电池性能之间关系,采用凝胶法处理实验原料制备缓冲层薄膜,将缓冲层薄膜和TiO2纳晶胶体制备成染料敏化纳晶多空TiO2电极,将TiO2电极和镀铂电极组装成染料敏化太阳电池(DSSC)。利用仪器测试和表征缓冲层薄膜。数据表明:缓冲层薄膜结构和颗粒间连接性的修正对电子的传递有积极作用,DSSC无缓冲层时,染料敏化太阳电池短路电流、开路电压为10.06mA/cm^2和0.707V;有缓冲层,测试数据随厚度呈一定规律性变化,且厚度为10μm时,电池转换效率最大,短路电流、开路电压为11.42mA/cm^2、0.724V。

染料敏化太阳电池中缓冲层的研究进展

染料敏化太阳电池（DSC）作为一种新型光电化学太阳能电池，由于其制作成本低廉、工艺简单。环境友好及性能稳定而备受科学家的青睐。然而，如何提高DSC的光电性能成为研究的热点问题．本文就该问题在近些年来的研究进展状况做一总结和评述，并指出存在问题和研究展望。

染料敏化太阳电池中缓冲层的研究进展

染料敏化太阳电池(DSC)作为一种新型光电化学太阳能电池,由于其制作成本低廉、工艺简单,环境友好及性能稳定而备受科学家的青睐。然而,如何提高DSC的光电性能成为研究的热点问题,本文就该问题在近些年来的研究进展状况做一总结和评述,并指出存在问题和研究展望。

基于金属网的叠层染料敏化太阳能电池(英文)

本文提出了一种新型染料敏化太阳能电池的叠层结构设计,其中光阳极由导电玻璃上的第一层TiO2纳米薄膜和不锈钢网上的第二层TiO2纳米薄膜组成,不同染料间的负反应相比混染共敏方式少.此结构中引入的金属网,减少了导电玻璃的使用片数,从而减少入射光的损失;同时也解决了两层不同TiO2薄膜间的电连接性问题,并提高电子传输和收集效率.此叠层电池的光电转换效率达1.96%,短路电流为8.4mA/cm2,相比相同电池厚度的单层电池,效率提高约62%.通过阻抗谱分析了叠层电池内部的电子传输,给出叠层电池的等效电路图.此外,还发现电池厚度的增加及电子在不锈钢网表面的复合对光电性能有显著影响.

基于AZO/Ag/AZO透明导电薄膜的染料敏化太阳电池研究

采用化学气相沉积和直流溅射沉积方法成功制备了与基体附着力高的不同Pt厚度的Pt/碳纳米管(CNT)膜层。通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)分别对薄膜厚度和表面形貌以及膜层中Pt的含量进行了研究;通过电化学阻抗谱和循环伏安曲线分别对Pt和Pt/CNT对电极的光电催化性进行了研究。结果表明:CNT与基体具有良好的接触性,并且随Pt沉积时间的增加,Pt在CNT薄膜中的含量增加,染料敏化太阳电池(DSSC)的光电转化效率随Pt厚度的增加而增加;与单纯的Pt对电极相比,Pt/CNT对电极具有更高的活性比表面,更低的电子迁移电阻以及更高的还原电流密度;以Pt(80 nm)/CNT为对电极的DSSC具有最高的光电转化效率8.54%;另外,与Pt(80 nm)对电极相比,以Pt(40 nm)/CNT为对电极制备的DSSC具有更高的光电转化效率,因此,该新型对电极结构可大大节省贵金属Pt的用量,在DSSC的应用中具有很大的潜力。

电泳法制备具有{001}面TiO_2纳米片分级球散射层的染敏太阳电池光电极(英文)

利用简便的溶剂热法,制得了由锐钛矿相的纳米片组成的、{001}面接近100%暴露的TiO2分级球形结构。利用电泳沉积法,将所得的TiO2分级球形结构作为散射层引入到染料敏化太阳电池(DSSC)中,并很好地保护了这种脆弱的分级结构。由于这种分级球形结构比TiO2纳米颗粒具有更好的染料吸附性能和光散射性能,使用这种TiO2分级球形结构作为散射层的DSSC达到了7.38%的光电转换效率,较之基于TiO2纳米颗粒的DSSC有了26%的提高。

染料敏化太阳能电池的研究进展

光导电极材料在染料敏化太阳能电池(DSSC)中起到关键作用,直接影响到太阳能电池的总效率,所以一直是DSSC研究的热点。介绍了DSSC的基本工作原理,概述了当前DSSC中最流行的TiO2和ZnO两种薄膜光导电极材料的制备方法,并从结构、工艺和转换效率等方面对染料敏化TiO2薄膜太阳能电池和染料敏化ZnO薄膜太阳能电池进行了介绍和讨论;同时简要介绍了目前研究非常热门的叠层染料敏化太阳电池的研究进程,最后展望了染料敏化太阳能电池的未来发展前景。

基于p型光电极的染料敏化太阳能电池研究进展

基于p型光电极的染料敏化太阳能电池是一种受到广泛关注的新型太阳能电池。根据电池的结构不同可以将其分为p型和p-n叠层型染料敏化太阳能电池。其中p-n型叠层染料敏化太阳能电池的理论光电效率可以达到43%,高于传统的基于n型TiO_2光阳极的染料敏化太阳能电池理论效率(30%),引起了科学界的高度关注。本文将总结基于p型光电极染料敏化太阳能电池(p型和p-n型叠层器件)的研究成果,重点介绍用于p型和p-n型叠层染料敏化太阳能电池的电极材料,染料及电解质的研究进展;同时总结目前该类电池发展中亟需解决的问题以及进一步提高器件效率的途径。

改进型溶胶-凝胶法制备粒径可调高染料吸附量TiO_2微球及其在染敏电池光散射层中的应用(英文)

利用改进型的溶胶-凝胶法,制得了由锐钛矿相纳米颗粒组成的TiO2多孔微纳小球。通过调节前驱物浓度,合成出粒径可控的尺寸分别为100,175,225,475 nm的TiO2微纳小球,并通过电泳沉积法将合成出的小球作为光散射层引入到染料敏化太阳电池(DSSC)中。由于这种微纳小球在具备良好的光散射性能的同时也具备较高的染料吸附量,因此相较于基于纳米颗粒的单层结构的DSSC拥有更高的光电转换效率。通过比较分析,粒径尺寸为475 nm的微球作为光散射层的DSSC光电转换效率可以达到6.3%,较之于基于纳米颗粒的DSSC提高了30%。

纳米TiO_2多孔膜的微结构对染料敏化纳米薄膜太阳电池性能的影响

采用溶胶 凝胶方法 ,在不同的实验条件下获得平均粒径从 15到 2 5nm左右的纳米TiO2 颗粒 .利用这些颗粒制备出的纳米多孔薄膜 ,应用于染料敏化纳米薄膜太阳电池 .通过x射线衍射仪分析 ,得到TiO2 颗粒的晶相以及晶粒度大小 ,用透射电子显微镜观察了纳米TiO2 颗粒的形貌和尺寸 .应用于太阳电池的纳米TiO2 多孔膜 ,经基于布朗诺尔 埃米特 泰勒 (BET)的多层吸附理论的比表面积测试和孔径分布测试 ,获得了多孔膜的微结构情况 .结合制备的大面积 (15cm× 2 0cm ,有效面积为 187 2cm2 )染料敏化纳米薄膜太阳电池的光伏特性 ,讨论了大面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的纳米TiO2 薄膜微结构以及颗粒大小与太阳电池性能的关系 .

叠层染料敏化太阳能电池

染料敏化太阳能电池(DSC)被认为是第三代新型光伏电池。但为了实现产业化,必须进一步提高其光电转化效率。最为有效的方法是提高太阳光利用率、拓宽电池的吸收光谱。其中,叠层DSC以其新型的结构、独特的优点受到了广泛关注。本文综述了叠层DSC这一新型结构太阳能电池的研究背景及国内外最新研究成果。详细论述了传统叠层DSC、N-P型叠层DSC、复合DSC、异种太阳能电池与DSC的叠层电池四方面的发展现状、研究成果及存在的问题等。对上述电池结构、性能指标和效率等做了详细讨论,并分析了各自结构的优缺点。最后对其未来发展方向以及前景进行了展望。

水热法可控合成二氧化钛纳米晶及其在染料敏化太阳能电池中的应用

本文报道了水热法可控合成二氧化钛纳米晶及其在染料敏化太阳能电池中的应用.选择合适的有机碱胶化剂,能很好地控制二氧化钛纳米晶的生长,形成不同形貌和粒径的锐钛矿型二氧化钛纳米晶颗粒.染料敏化太阳能电池光电性能测试结果表明,以四乙基氢氧化铵为胶化剂合成的边长为8～13nm的正方形二氧化钛纳米晶构成的光阳极光电性能优于以四丁基氢氧化铵为胶化剂合成的边长为7～10nm的正方形二氧化钛纳米晶以及长18～35nm,宽10～18nm的长方形二氧化钛纳米晶构成的光阳极.用较高浓度的四甲基氢氧化铵胶化剂能合成球形或椭球形亚微米级二氧化钛颗粒,以其为散射中心在光阳极中构建散射层,染料敏化太阳能电池的光电转换效率能由6.77%提高到8.18%.

光电子技术与器件 光能转换与器件

TM914.4 2005032112 铂修饰光阴极及其在纳晶太阳能电池中的应用=Modifi- cation of photocathode with platinum and its application in dye-sensitized solar cell[刊,中]／郝三存(华侨大学材料物 理化学研究所,福建,泉州(362011)),吴季怀…∥感光科 学与光化学.-2004,22(3)．-175-182 分别用真空镀膜法、热分解法和电化学法制备了铂金 修饰导电玻璃。

C.A.染料文摘(146:62)[英]

1.染料敏化太阳能电池和染料的制备杰瑞德·希恩,等(美国,密西西比大学)US20200024547998,2020-08-06,62pp(英文)介绍了涂料、染料敏化太阳能电池和顺序串联的多结染料敏化太阳电池器件。染料包括1个缺电子的受体部分;1个中等电子的d-桥部分;1个含有二芳基,取代的二芳基,或R1、R2和R3取代苯基(在此R1、R2和R3每1个不相关地含H、芳基、多芳基、烷基取代芳基、烷氧基取代芳基、烷基取代多芳基、烷氧基取代多芳基),OR4(每个R4不相关地含H、烷基、芳基、烷基取代芳基、烷氧基取代芳基、烷基取代多芳基、烷氧基取代多芳基),N(Rs)2(每个Rs不相关地含芳基、多芳基、烷基取代芳基、烷氧基取代芳基、烷基取代多芳基、烷氧基取代多芳基)。该太阳能电池包括玻璃基板、染料敏化活性层和氧化还原往返器,此器件包含两个串联的染料敏化太阳能电池。