采用水热法制备硼硫(B/S)共掺杂纳米二氧化钛(B-S-TiO_2),并配制成浆料,利用丝网印刷技术在FTO导电玻璃上制备B-S-TiO_2薄膜;用化学浴沉积(CBD)法制备了CdS量子点敏化B-S-TiO_2薄膜电极,并用X射线衍射(XRD)、电子显微镜(TEM)、元素分析...采用水热法制备硼硫(B/S)共掺杂纳米二氧化钛(B-S-TiO_2),并配制成浆料,利用丝网印刷技术在FTO导电玻璃上制备B-S-TiO_2薄膜;用化学浴沉积(CBD)法制备了CdS量子点敏化B-S-TiO_2薄膜电极,并用X射线衍射(XRD)、电子显微镜(TEM)、元素分析能谱(EDS)和紫外–可见光谱对其进行表征分析;结果显示:B/S共掺杂不会改变TiO_2的晶型,掺杂后的TiO_2吸收边带发生明显红移,吸收强度显著增强;同样用化学浴沉积的方法制备Ni S工作电极,用改性的聚硫化物((CH3)4N)2S/((CH3)4N)2Sn)电解液,组装CdS量子点敏化硼硫(B/S)共掺杂纳米二氧化钛(B-S-TiO_2)太阳能电池,并测试电池光电性能。测试结果表明,在AM1.5G的照射下,电池的能量转化效率(η)由3.21%增大到3.69%,提高了14.9%,电池获得高达(Voc)1.218 V的开路电压和3.42 m A/cm2的短路光电流(Jsc),以及高达88.7%的填充因子(ff)。展开更多
量子点敏化太阳能电池(Quantum Dot-Sensitized Solar cells,QDSCs)制备工艺简单,制造成本低廉,是一种有希望的新型太阳能电池。QDSCs利用量子点具有光谱吸收强、尺寸可调和多激子效应等优点,能够提高其光电转换效率;同时,利用无机量子...量子点敏化太阳能电池(Quantum Dot-Sensitized Solar cells,QDSCs)制备工艺简单,制造成本低廉,是一种有希望的新型太阳能电池。QDSCs利用量子点具有光谱吸收强、尺寸可调和多激子效应等优点,能够提高其光电转换效率;同时,利用无机量子点替代染料作为敏化剂,能够解决染料敏化太阳能电池(DSCs)的稳定性问题。但是,QDSCs光电转换效率较低是制约其应用的主要问题。近年来,通过改变和调控对电极的材料和电子特性提高QDSCs的光电效率的方法受到了广泛关注。本文综述了QDSCs对电极材料的制备方法、微观形貌和晶体结构;重点分析了金属化合物、复合材料、杂化材料、多元金属硫族化合物、导电聚合物和碳材料对电极对量子点敏化太阳能电池的电荷转移阻抗、光电性能等参数的影响;并分析影响其电催化活性和电子传输性能的主要因素。最后,提出通过表面修饰、复合和杂化等方法构筑新型对电极材料,进而改善和提高QDSCs转换效率和稳定性,是今后的研究重点和研究方向。展开更多
制备了1-甲基-3-丙基咪唑硫离子液体电解质,并应用在量子点敏化太阳能电池中。通过优化S和Na2S的浓度,电解质的电导率在25°C下达到了12.96 m S?cm^(-1)。差示扫描量热法分析表明离子液体电解质的玻璃化转变温度为-85°C。采用...制备了1-甲基-3-丙基咪唑硫离子液体电解质,并应用在量子点敏化太阳能电池中。通过优化S和Na2S的浓度,电解质的电导率在25°C下达到了12.96 m S?cm^(-1)。差示扫描量热法分析表明离子液体电解质的玻璃化转变温度为-85°C。采用该电解质的量子点敏化太阳能电池在25°C下达到了3.03%的光电转化效率(η),与采用水基电解质的电池的效率3.34%接近。由于本文中的离子液体电解质具有低玻璃化转变温度和不易挥发的优点,采用离子液体电解质的量子点敏化太阳能电池在-20°C(η=2.32%)及80°C(η=1.90%)的温度下表现出了比水基电解质优异的光电转化性能。展开更多
文摘采用水热法制备硼硫(B/S)共掺杂纳米二氧化钛(B-S-TiO_2),并配制成浆料,利用丝网印刷技术在FTO导电玻璃上制备B-S-TiO_2薄膜;用化学浴沉积(CBD)法制备了CdS量子点敏化B-S-TiO_2薄膜电极,并用X射线衍射(XRD)、电子显微镜(TEM)、元素分析能谱(EDS)和紫外–可见光谱对其进行表征分析;结果显示:B/S共掺杂不会改变TiO_2的晶型,掺杂后的TiO_2吸收边带发生明显红移,吸收强度显著增强;同样用化学浴沉积的方法制备Ni S工作电极,用改性的聚硫化物((CH3)4N)2S/((CH3)4N)2Sn)电解液,组装CdS量子点敏化硼硫(B/S)共掺杂纳米二氧化钛(B-S-TiO_2)太阳能电池,并测试电池光电性能。测试结果表明,在AM1.5G的照射下,电池的能量转化效率(η)由3.21%增大到3.69%,提高了14.9%,电池获得高达(Voc)1.218 V的开路电压和3.42 m A/cm2的短路光电流(Jsc),以及高达88.7%的填充因子(ff)。
文摘量子点敏化太阳能电池(Quantum Dot-Sensitized Solar cells,QDSCs)制备工艺简单,制造成本低廉,是一种有希望的新型太阳能电池。QDSCs利用量子点具有光谱吸收强、尺寸可调和多激子效应等优点,能够提高其光电转换效率;同时,利用无机量子点替代染料作为敏化剂,能够解决染料敏化太阳能电池(DSCs)的稳定性问题。但是,QDSCs光电转换效率较低是制约其应用的主要问题。近年来,通过改变和调控对电极的材料和电子特性提高QDSCs的光电效率的方法受到了广泛关注。本文综述了QDSCs对电极材料的制备方法、微观形貌和晶体结构;重点分析了金属化合物、复合材料、杂化材料、多元金属硫族化合物、导电聚合物和碳材料对电极对量子点敏化太阳能电池的电荷转移阻抗、光电性能等参数的影响;并分析影响其电催化活性和电子传输性能的主要因素。最后,提出通过表面修饰、复合和杂化等方法构筑新型对电极材料,进而改善和提高QDSCs转换效率和稳定性,是今后的研究重点和研究方向。
基金supported by the National Natural Science Foundation of China(21103194,51506205)Science and Technology Planning Project of Guangdong Province,China(2014A010106018,2013A011401011)+3 种基金Guangdong-Hong Kong Joint Innovation Project of Guangdong Province,China(2014B050505015)Special Support Program of Guangdong Province,China(2014TQ01N610)Director Innovation Foundation of Guangzhou Institute of Energy Conversion,China(y307p81001)Solar Photothermal Advanced Materials Engineering Research Center Construction Project of Guangdong Province,China(2014B090904071)~~
文摘制备了1-甲基-3-丙基咪唑硫离子液体电解质,并应用在量子点敏化太阳能电池中。通过优化S和Na2S的浓度,电解质的电导率在25°C下达到了12.96 m S?cm^(-1)。差示扫描量热法分析表明离子液体电解质的玻璃化转变温度为-85°C。采用该电解质的量子点敏化太阳能电池在25°C下达到了3.03%的光电转化效率(η),与采用水基电解质的电池的效率3.34%接近。由于本文中的离子液体电解质具有低玻璃化转变温度和不易挥发的优点,采用离子液体电解质的量子点敏化太阳能电池在-20°C(η=2.32%)及80°C(η=1.90%)的温度下表现出了比水基电解质优异的光电转化性能。
