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。

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%。

柔性染料敏化太阳电池关键制备技术研究进展

柔性化是染料敏化太阳电池(DSCs)最具研究前景的方向之一,柔性DSCs转换效率已经达到8.1%。从柔性DSCs的结构和原理角度出发,分析了柔性DSCs的优势及面临的主要挑战,介绍了柔性DSCs光电极的制备技术和优化机制,探讨了柔性对电极的制备机制,对未来的发展趋势进行了展望。

柔性染料敏化太阳电池结构优化研究进展

介绍了柔性染料敏化太阳电池(DSSCs)的结构和基本原理,综述了柔性DSSCs各项关键技术的实验和产业化研究最新成果。对柔性DSSCs中的几个重要组成部分,纳米半导体氧化物、染料敏化剂、氧化还原电解质、对电极和导电基底材料等几个方面的研究进展进行了详细的评述。介绍了柔性DSSCs各个组成部分在实验室和大规模产业化研究中的各方面发展,对未来柔性DSSCs的发展方向进行了展望。

柔性染料敏化太阳电池

染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cell,DSSC)是一种新型太阳电池。其中柔性DSSC研究在追求太阳电池的新型用途和低成本化方面起着重要作用。本文综述了柔性DSSC的国内外最新研究成果,重点介绍了柔性DSSC的特点、柔性基板的选择及针对基板所制作的不同结构的电池,还介绍了纳米晶TiO2薄膜的低温制备技术,如热液法、低温烧结法、电泳沉积法、化学气相沉积法、微波照射法、加压法等方法及柔性对电极的制备新技术。最后,对柔性DSSC的应用前景进行了展望。

柔性染料敏化太阳电池的制备和性能研究

柔性染料敏化太阳电池作为具有低生产成本的实用化技术受到高度重视。本文研究以金属钛为基底的纳晶TiO2薄膜电极和以导电涂层聚合物为基底的对电极组成的柔性染料敏化太阳电池。为提高光电转换效率,采用直流低场电泳沉积、直流和脉冲电压下的电化学阳极氧化及丝网印刷,结合高温烧结方法,制备金属钛为基底的纳晶TiO2薄膜电极和TiO2纳米管薄膜电极;用恒电流电化学沉积、化学还原等低温技术制备导电涂层聚合物为基底的载铂对电极和碳对电极。对不同的制备方法及优化技术的机制和特点进行了分析探讨,比较了不同方法制备的纳晶TiO2薄膜电极和对电极的性能。在此基础上,研制全柔太阳电池,最大光电转换效率达到6.74%。

柔性染料敏化太阳电池

本文介绍了染料敏化太阳能电池的工作原理,对其重要研究方向——柔性染料敏化太阳能电池的关键组成部分:光阳极、对电极和电解质等的国内外研究进展进行了评述,分析当前研究过程中存在的问题,并提出提高柔性染料敏化太阳能电池光电转换效率和长期稳定性的对策,最后对其未来的发展前景进行了展望。

级配光阳极中大颗粒粒径对柔性染料敏化太阳电池的性能影响

以不同粒径的纳米晶氧化钛颗粒为原料,按照一定比例混合,制成TiO_2浆料,将其涂敷在ITO-PEN导电聚合物基板上制成光阳极薄膜。同时利用溅射法制备Pt对电极,将两者组装成三明治结构的电池器件。重点考察了级配浆料中大颗粒粒径对电池光电性能的影响,同时也研究了光阳极膜厚和电极溅射时间对电池的影响。研究发现,随着光阳极中TiO_2大颗粒粒径的增加,光阳极在可见光范围内的反射有明显提高。当膜厚为5.5μm、浆料中添加60 nm大颗粒、对电极Pt溅射时间30 s时,柔性DSC的光电性能最优。

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。

P(VDF-HFP)基凝胶电解质染料敏化纳米TiO_2薄膜太阳电池

采用循环伏安法(CV)研究了凝胶电解质中I- 3/I-氧化还原行为, 凝胶电解质中I- 3/I-的表观扩散系数和相应的稳态扩散电流明显低于液体电解质. 通过对阴/阳离子的结合能和孔穴阻塞作用的研究解释了凝胶电解质电导率较液体电解质发生变化的原因. 制备的凝胶电解质电池具有较高的光电转换效率(6.6%), 其短路电流密度( J sc )仅比液体电解质电池低0.3～0.4 mA/cm2, 电池效率也仅低约0.6%.

Gd_2O_3∶Er^(3+)上转换发光粉在染料敏化太阳电池中的应用

采用沉淀-煅烧法制备了Gd2O3∶Er3+上转换发光粉,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱和荧光光谱对其进行了表征,并利用该发光粉具有上转换发光的特性将其应用于染料敏化太阳电池(DSSC)。结果表明,管状Gd2O3∶Er3+上转换发光粉可增加电池对太阳光的吸收范围和吸收效率,提高电池的光电流和光电压。研究了掺杂量对电池性能的影响,当掺杂量为5wt%时,光电转换效率从5.93%升高到7.55%,提高约27%。

染料敏化纳米薄膜太阳电池电解质的优化

探讨了小面积染料敏化纳米薄膜太阳电池放大到大面积太阳电池组件时 ,各种电解质体系对电池性能的影响 ,综合优化了各种电解质的性能 ,同时与大面积电池 (0 .8cm× 1 8cm )制作相结合 ,获得符合电池各种性能要求的最佳配比的电解质体系 .光电转换效率可达到 6.48% .

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.

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).

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。

1-甲基-3-己基咪唑碘的合成及在染料敏化太阳电池中的应用

利用高压釜使1-甲基咪唑和碘代正己烷直接反应生成离子液体1-甲基-3-己基咪唑碘,并考察了温度对反应的影响.结果表明,升高反应温度,可使1-甲基咪唑和碘代正己烷按化学计量比进行反应,产率近100%,该方法操作简单,所得产品纯度高,反应过程不需要使用有机溶剂,且对环境友好.同时还测量了I_3^-在1-甲基-3-己基咪唑碘和1-甲基咪唑混合液中的表观扩散系数及其所组成的染料敏化太阳电池的光伏性能.

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。

小面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的优化研究

论述了对小面积染料敏化纳米薄膜太阳电池各个组成部分优化实验的研究,主要包括纳米TiO2多孔薄膜、染料光敏化剂、电解质、反电极及其它工艺的优化选择。通过对电池各种参数的优化和实验,获得了8.73%的光电转换效率。实验结果表明,小面积电池的实验是研究染料敏化纳米薄膜太阳电池光伏性能的一种极好的途经,将为保证大面积DSCs的光伏性能和将来的产业化打下良好的基础。

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。

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 。