酰化紫薯色素敏化太阳能电池的性能研究

针对花青素类染料紫薯色素作为染料敏化太阳能 电池(DSCs)中敏化剂的不足,采用咖啡酸为酰化剂进行化 学修饰。研究了反应时间、反应温度以及花青素与咖啡酸的物料比对酰化紫薯色素的影响, 进行正交试验 找出了最佳实验方案,并对最佳条件下得到的酰化紫薯色素进行相关性能测试。实验结果表 明,当物料比为 0.1 g/20mL、温度为60℃和反应时间为20min时,制备得到的酰化紫薯色素的紫外光谱性能最好;酰化后紫薯色 素 的吸光强度、吸附量和稳定性均有增强,并且禁带宽度均减小。在太阳光模拟下,分别利用 酰化前后的紫 薯色素组装DSCs,酰化后DSCs的光-电转换效率提高了21%。     

黑枸杞与石墨烯纳米片在染料敏化太阳能电池中的应用

从高原黑枸杞中提取染料, 利用紫外-可见吸收光谱和循环伏安方法研究不同pH染料的光电化学性能, 确定染料最佳pH。以石墨烯为原料制备不同含量乙基纤维素(EC)的石墨烯纳米片(GNs)对电极, 用电化学阻抗、循环伏安、塔菲尔极化曲线研究不同EC含量对GNs对电极电催化性能的影响。以最佳pH染料为光敏剂, 不同含量EC的GNs为对电极组装染料敏化太阳能电池在模拟太阳光下测试光电转换效率。结果表明, EC含量为10wt%时, GNs对电极有良好的电催化性。光电测试EC含量为10wt%的GNs对电极光电转换效率为0.92%, 接近Pt对电极(0.99%)。     

酰化黑枸杞染料光谱分析及其光电性能的研究

目前染料敏化太阳能电池的天然染料主要以花青 素为主,但花青素敏化太阳能电池的 光电转换效率比较低。本研究从黑枸杞中提取花青素,利用阿魏酸、草酸和咖啡酸对黑枸杞 染料进行酰化改性,并将其作为敏化剂组装染料敏化太阳能电池。利用紫外-可见吸收光谱 , 循环伏安测试对染料的光谱吸收特性及光电性能进行了表征。结果表明:黑枸杞经酰化后光 谱范围有效扩宽,酰化黑枸杞染料均能将电子注入到TiO₂导带边缘,并且咖啡酸酰化后的 光吸收效率最大。在100 mW/cm²入射光照下,黑枸杞经酰化后光电 转换效率提高,其中咖 啡酸酰化后光电转换效率最大为1.01%。采用电化学阻抗进一步分析 电子在电池界面的传 输,酰化黑枸杞染料能够有效的抑制TiO₂与离子电解液之间的复合率。     

叶绿素与4种天然染料共敏化太阳电池的光电化学性能研究

利用紫外-可见吸收光谱 对提取的叶绿素和4种天然染料(茶多酚、靛蓝、 红花黄、栀子黄)以及叶绿素与4种染料的共敏化 进行比较。通过电化学方法,研 究单一染料和共敏化染料的氧化还原电位。结果表明,杨树叶子中叶绿素最佳的提取 工艺条件为:提取料液比1∶50,提取温度60 ℃,提取时间3.5h。叶绿素与4种天然染料共敏化后不仅拓宽光谱吸 收波长范围,而且染 料激发态氧化电位与TiO₂导带能级相匹配。其中叶绿素与栀子黄染料共敏化后,光电化学 性能最好。在太阳光模拟下,叶绿素与栀子黄对电池进行共敏化后光电转换 效率提高到0.67%,是叶绿素染料单独敏化的2.91倍。