纤维状染料敏化太阳能电池研究进展

纤维状染料敏化太阳能电池(F-DSSCs)是将具有光伏功能的单元高效地组装在高曲率非平面结构的纤维状导电基底上所构建的柔性染料敏化太阳能电池.由于它突破了传统平板基底的限制,具有可弯折、质量轻、方便运输、应用前景广等优点,引起各国科研工作者的广泛关注.本文简要介绍了F-DSSCs的基本结构及工作原理,并在此基础上结合近年来国内外的相关研究工作,重点介绍工作电极、对电极、电解质等的研究现状,同时也展望了F-DSSCs的未来发展趋势及应用前景.

连续电沉积法制备长纤维氧化锌基复合光电极

纤维结构电子器件近年来备受关注,但作为其核心部件的纤维结构光电极尚未实现批量化制造。尤其是,在沿长尺寸纤维电极组装纳米结构ZnO等常用半导体氧化物的过程中,往往面临前体溶胶长时间稳定保存与局部凝胶快速可控沉积的矛盾。因此提出了一种适合在长纤维基底上连续可控沉积纳米ZnO的电沉积方法。研究设计了能沿长纤维移动的微型连续流反应槽,并通过电泳作用强化胶团迁移,触发溶胶在纤维电极局部的快速凝胶化。最终,在长度超过米级的镀金属高分子纤维上,均匀包覆ZnO纳米薄层,并进一步在薄层上生长了多孔及纳米棒阵列结构的ZnO层,进而开发了一类纤维结构ZnO基光电极材料。该材料被成功应用于纤维太阳能电池,其中最佳的器件达到了0.446 V的开路电压、3.77 mA·cm^(-2)的短路电流密度和0.41的填充因子。相关方法为突破多种纤维结构氧化物半导体电极的批量化制备瓶颈,实现大面积织物电子器件及智能纺织品加工提供了重要思路。