染料敏化纳米薄膜太阳电池的新型对电极研究

研究了用金属基板和塑料薄膜制作的4种新型对电极和由这些对电极构成的染料敏化纳米薄膜太阳电池的性能。由不锈钢、镍片和导电聚合物膜为基材的对电极构成的太阳电池的光电转换效率近5％；不锈钢对电极可以通过降低内阻来改善大面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的光电转换效率。此外,测试了这些金属基板和塑料薄膜在电解质溶液中的耐腐蚀性和稳定性；考察了由不锈钢和导电聚合物膜对电极构成的染料敏化纳米薄膜太阳电池的长期性能稳定性,并提出了改善这些新型对电极的长期性能稳定性的途径。

大面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的研制

介绍我所在大面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的详细设计思路和制作方法,并比较内部串联DSCs和内部并联DSCs在实用化制作和测试中的性能差异。介绍我所在大面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的最新研究成果。

染料敏化纳米薄膜太阳电池TiO_2薄膜的研究进展

主要从染料敏化纳米薄膜太阳电池(以下简介DSCs)的工作原理出发,分别对染料敏化纳米薄膜太阳 电池中纳米多孔TiO2薄膜的最新研究和实验进行了讨论,并指出了纳米多孔TiO2薄膜研究中所存在的、影响电 池效率的一些主要问题,以及可能的解决方法。

纳米TiO_2对染料敏化纳米薄膜太阳电池的影响

在染料敏化纳米薄膜太阳电池中 ,纳米TiO2 是重要的组成物质之一 .用溶胶 凝胶法制备纳米TiO2 的过程中 ,为了控制纳米TiO2 的大小及晶型采用了一系列方法 .主要介绍热处理方法及实验结果 .随着热处理温度的升高 ,纳米TiO2 的晶粒度随着长大 .而且当水解pH～1 ,热处理温度达到 2 70℃时就已经有 43 %的金红石相纳米TiO2 出现 .通过计算发现 ,其中金红石相纳米TiO2 比锐钛矿相纳米TiO2 的晶粒度大得多 .将制备的纳米TiO2 应用于染料电池 ,通过太阳电池的测试实验证实 。

纳米TiO_2性能表征及在染料敏化纳米薄膜太阳电池中的应用

在利用溶胶凝胶法制备纳米TiO2 过程中 ,用热处理方法控制纳米TiO2 的形貌和晶型 ,取得较好的效果 ,并通过太阳电池的测试实验得到证实。

染料敏化纳米薄膜太阳电池研发获突破

以中科院等离子体物理研究所为主要承担单位的大面积染料敏化纳米薄膜太阳电池研究项目取得了重大突破性进展，于今年10月中旬建成了500瓦规模的小型示范电站，光电转换效率达5％，使我国在该研究领域处于世界领先水平。

染料敏化纳米薄膜太阳电池实验研究

染料敏化纳米薄膜太阳电池 (DSCs)的性能主要是由纳米多孔TiO2 薄膜、染料光敏化剂、电解质、反电极 (光阴极 )等几个主要部分决定的 .通过优化DSCs各项关键技术和材料的性能 ,并通过小面积DSCs的系列实验和优化组合实验来检测各项参数对DSCs性能的影响 ,获得在光照 1个太阳 (AM1 5 )下 ,光电转换效率达到 8 95 % .这为进行产业化制备大面积DSCs打下了良好基础 .

电沉积处理与染料敏化纳米薄膜太阳电池的优化

采用阳极氧化水解法对染料敏化纳米TiO2薄膜太阳电池的光阳极进行不同方式的电沉积优化处理.借助x射线衍射仪对处理后的样品进行分析,通过超高分辨率场发射扫描电子显微镜对导电玻璃以及电沉积处理前后纳米多孔薄膜表面进行了粒径和形貌的扫描.染料敏化太阳电池实验测试结果表明,电沉积处理和修饰后可以明显提高光生电子的收集率,增大短路电流密度,提高电池效率.

染料敏化纳米薄膜太阳电池中的染料敏化剂

简要介绍了化学太阳电池的原理和染料敏化剂的发展历史,将现有染料敏化纳米薄膜太阳电池(简称DSCs)中的染料敏化剂分为有机和无机两大类,详细介绍了其中的羧酸多吡啶钌、膦酸多吡啶钌、多核联吡啶钌染料和有机染料的研究进展;介绍了其它染料敏化剂和多种染料协同敏化的研究现状;评述了染料敏化剂在染料敏化纳米薄膜太阳电池中应用的研究进展。

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 .

纳米ZnO在染料敏化薄膜太阳电池中的应用

尝试使用溶胶 凝胶法制备的纳米ZnO作为光阳极制作染料敏化薄膜太阳电池 ,并讨论了电池的性能 ,与染料敏化纳米TiO2 薄膜太阳电池作了比较 。

纳米TiO_2薄膜结构变化对染料敏化太阳电池电子传输特性的影响研究

采用溶胶-凝胶方法获得粒径为14.1nm的TiO2颗粒,采用丝网印刷法制备不同厚度的纳米TiO2多孔薄膜,并应用于染料敏化太阳电池(DSC).通过强度调制光电流谱/强度调制光电压谱测试技术研究了TiO2薄膜结构变化对DSC内部电子传输动力学特性的影响.结果表明,随着膜厚的增加,DSC的开路电压和填充因子逐渐降低,电流密度和电池效率先增大后减小.在膜厚为19.66μm,时,电池的电流密度达最大,从9.92mA·cm-2增大到12.56mA·cm-2,增大了26.6%,电池效率提高了近18.6%.拟合实验结果表明,膜薄有利于电子扩散,膜厚有利于产生更多的光生电子,最佳膜厚取决于这两者的竞争关系。

TiO_2薄膜的制备方法及其对染料敏化太阳电池性能的影响

采用溶胶 凝胶、浆体涂敷、磁控溅射等方法制备了二氧化钛单层以及多层膜.通过透射电镜、扫描电镜以及X射线衍射实验分析了不同薄膜的结构.通过比较不同薄膜制作的染料敏化太阳电池性能探讨了薄膜结构的影响.实验所获得的电池开路电压可达708mV,短路电流可达13.26mA(电池面积为1.8cm2).

金红石型TiO_2纳米棒的制备及其在染料敏化太阳电池中的应用

采用十二烷基苯磺酸钠表面活性剂（DBS）辅助水热法合成TiO2纳米材料,XRD和TEM测试表明,不含DBS的TiO2溶胶水热处理后得到10~20nm锐钛矿型TiO2纳米颗粒;添加DBS后,生成了金红石型TiO2纳米棒.虽然金红石型TiO2纳米棒光电极的染料吸附性能和光电性能均不如锐钛矿型TiO2纳米颗粒光电极,但金红石型TiO2纳米棒漫反射性能较高.可用其制备具有光电转换性能的反射层,这种新型反射层使染料敏化太阳能电池光电转换效率提高了26.14%,而含Ti-nanoxide 300大颗粒TiO2构成的反射层仅能使电池光电转换效率提高11.04%.这种差异的根源在于金红石型TiO2纳米棒不仅具有散射光能力,其本身还可吸附染料进行光电转换.随着反射层厚度的增加,电池短路电流逐步提高.而不吸附染料且无光电转换能力的Ti-nanoxide 300传统反射层则没有这种功能.

ZnO/TiO_2复合纳米材料的制备及其在染料敏化太阳电池中的运用

本文在长有ZnO纳米粒子作为"种子层"的FTO基底上用水热合成法制备了取向高度一致的ZnO纳米线阵列,用TiCl4的异丙醇溶液在ZnO纳米线阵列的表面生长了纳米结构的TiO2。利用扫描电子显微镜、能量散射谱、X射线衍射分别表征纳米材料的形貌和结构,用Raman光谱研究了材料的晶格结构特性。染料敏化太阳电池的性能测试表明,与纯ZnO作为光阳极相比,ZnO/TiO2复合纳米材料作为光阳极的器件,开路电压和填充因子都得到了提高。

低温制备柔性染料敏化太阳电池TiO_2薄膜电极

采用丝网印刷技术在柔性基底ITO/PET上制备TiO2多孔薄膜,经过低温烧结得到TiO2多孔薄膜电极。以D102染料为敏化剂,KI/I2为电解质,Pt电极为对电极,制成电池后测试了电池的光电性能。结果表明:以乙醇作为分散剂添加到P25粉体中,采用丝网印刷技术制膜,100℃低温烧结可以在柔性基底ITO/PET上制备出表面粗糙度良好、具有一定光电性能的TiO2多孔薄膜电极,用其制作的太阳电池转换效率达1.33%。

TiO_2薄膜优化对染料敏化太阳电池性能的影响

纳米TiO2多孔薄膜微结构对染料敏化太阳电池(DSC)光伏性能有很大的影响。本文采用不同实验和测试方法研究和分析了溶胶-凝胶法制备纳米TiO2颗粒时的热处理温度、TiO2多孔薄膜厚度、纳米TiO2大颗粒光散射、TiCl4溶液处理和电沉积致密TiO2层对纳米多孔薄膜电极和染料敏化太阳电池光伏性能的影响,得到了最佳的优化条件,为纳米TiO2薄膜材料的批量化制作打下了良好基础。

TiCl4处理对TiO2薄膜显微结构以及染料敏化太阳电池性能的影响

本文通过粉末涂敷法制备了纳米TiO2多孔膜,并用40 mM的TiCl4水溶液对多孔膜进行了表面处理,发现TiCl4处理对多孔薄膜的显微结构有重要影响。通过纳米TiO2多孔膜的表面形貌分析,发现TiCl4处理降低了薄膜因高温烧结而出现的"龟裂"现象,同时薄膜中微空洞数量增加,分布更均匀,进而显著提高了染料敏化太阳电池的光电转化效率。

电喷多孔ZnO薄膜及其在染料敏化太阳电池中的应用

本文通过电喷ZnO纳米颗粒和聚乙烯醇(PVA)溶液的方法成功地制备了多孔ZnO薄膜,并以染料敏化的ZnO薄膜作为光阳极,离子液体作为电解质,组装了染料敏化太阳电池(DSSC)。详细地讨论了多孔ZnO薄膜的形貌及其形成机理,研究了薄膜的光谱学特征,薄膜厚度和敏化时间对电池性能的影响。在薄膜厚度为14μm和敏化时间为30m in条件下,以模拟太阳光为光源(光强125 mW/cm2),电池的短路光电流(Isc)为14.9 mA/cm2,开路光电压(Voc)为0.49 V,填充因子(ff)为56.2%,光电转换效率(η)可达到了3.3%。

染料敏化太阳电池光阳极薄膜研究进展

简要介绍了染料敏化太阳电池(DSSC)的结构和基本原理,重点介绍了DSSC光阳极的结构和功能。特别对光阳极的纳米晶半导体薄膜与广义反射层的研究进展进行了详细的评述。最后对该领域发展的前景进行了分析和展望。