染料敏化纳米薄膜太阳电池TiO2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。     

染料敏化太阳电池基底的选择和工艺分析

染料敏化太阳电池是由透明导电玻璃、纳米晶TiO2多孔薄膜、电解质溶液以及镀Pt对电极构成的"三明治"式结构.染料敏化太阳电池基底的选择对DSSC电池的光电性能和成本具有重要研究价值和实用意义.本文对当前染料敏化太阳电池研究领域常用基底进行了比较和工艺分析.     

PVP对染料敏化太阳电池特性的影响

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为成膜剂,采用刮涂的方法制备染料敏化太阳电池光阳极中的TiO2薄膜.将一定量的PVP溶解到无水乙醇中与0.5g P25以及其它有机小分子物质混合,搅拌均匀后研磨制成TiO2胶体,将其均匀涂覆在导电玻璃上(膜厚度约为14μm),经过450℃烧结后浸附染料,制成TiO2光阳极.研究发现:当其它条件不变时,改变PVP用量会明显影响短路电流密度、开路电压、填充因子,进而影响光电转换效率.在其它条件固定不变的情况下,最后得出最优的PVP加入量为0.30g,电池的光电转换效率可达到6.37%.     

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。     

染料敏化太阳电池研究和产业新进展

该文介绍了染料敏化太阳电池的结构、工作原理和不同种类染料敏化太阳电池的研究进展情况,重点介绍目前国内外在该领域研究和产业化发展的最新进展和动态,并对其未来的发展前景进行了展望.     

染料敏化纳米薄膜太阳电池最新研究和产业化前景

对染料敏化纳米薄膜太阳电池目前的研究和发展现状进行了总结和评述，并对其工业化前景进行了探讨。介绍了我国在染料敏化纳米薄膜太阳电池产业化研究中的最新进展和成果。     

染料敏化纳米ZnO薄膜太阳电池研究进展

叙述了染料敏化纳米ZnO薄膜太阳电池的研究进展。主要讨论了电子注入、dye/Zn2 的团聚等影响染料敏化纳米ZnO薄膜太阳电池效率的关键问题。最后给出了提高此类太阳电池效率的可能途径。     

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。     

酞菁和N3染料协同敏化对纳米TiO2薄膜光电池性能的影响

采用酞菁染料和N3染料共同对纳米TiO2薄膜进行光敏化处理,并将染色后的纳米TiO2薄膜组装成光电池。用场发射SEM、XRD对制备的纳米TiO2薄膜进行表征,用UV-Vis紫外可见光仪对染色处理后的纳米TiO2薄膜的吸光度进行测量。实验数据表明,与N3染料相比,经两种染料共同敏化后的纳米TiO2薄膜可增加对波长大于570 nm以上光能量的吸收,但这种薄膜对模拟太阳光主波长范围内的光吸收下降了,因而造成两种染料组合敏化电池的短路光电流密度下降了4.73mA/cm2,开路电压减少了60mV。     

染料敏化太阳电池中固体电解质研究进展

综述了染料敏化太阳能电池中固体电解质的发展。总结了3种主要的固体电解质，即P－型半导体，导电聚合物和空穴传输有机分子的制备，性能和机理研究。提出了存在的问题和解决设想。     

高分子量PEO基凝胶电解质在DSSC中导电性能的研究

选用4种高分子量的PEO((M)η=5×105、1×106、1.5×106、2×106)作为基质材料配制成凝胶电解质,并用于染料敏化太阳电池中.采用原子力显微镜(AFM)表征了PEO基凝胶电解质的表面形态结构.用DDS-llA型电导率仪测试了电解质的电导率,并且探讨了PEO的含量以及PEO的分子量与电解质电导率的关系.实验结果表明,随着PEO的含量与分子量的增加,凝胶电解质的电导率值呈非线性关系下降,PEO的分子量与电解质的电导率的关系满足类似Mark-Houwink方程.在光强1000W/m2条件下,采用线性扫描伏安法测试了组装电池的伏安特性曲线,电池的I-V曲线结果表明,分子量为5×105、1×106、1.5×106、2×106的PEO基凝胶电解质对应的电池的光电转化效率分别为4.12%、4.07%、4.17%和3.16%.     

氧化钛纳米管对DSCs电池性能的影响

主要从DSCs的工作原理出发,比较了TiO2纳米管(特别是规则和单晶纳米管)相比于传统的TiO2纳米颗粒作为DSCs的半导体氧化物的优点;介绍了TiO2纳米管的不同制备工艺过程;比较了不同制备工艺的优缺点;并指出了目前TiO2纳米管DSCs的研究和应用中的问题.     

染料敏化太阳电池中敏化剂光吸收性能的探讨

对染料敏化太阳电池中敏化剂（钌有机络合物）的已有光吸收实验结果进行了分析，并根据分子轨道的基本理论，提出通过改变钌有机络合物配位体取代基的方法，增强其吸收光谱红移，达到提高光吸收能力的目的。     

染料敏化纳米TiO2薄膜太阳电池测试

从染料敏化纳米薄膜太阳电池(以下简称DSCs)结构和原理出发,探讨DSCs与常规硅太阳电池在测试上的区别。讨论了不同光源光谱条件、光强、数据采集速率以及环境温度对DSCs光伏性能测试的影响,获得准确测试DSCs光伏性能的方法和技术。     

PVDF基准固态染料敏化太阳电池的研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为凝胶剂,分别将有机溶剂、离子液体电解质固化,并采用这两种体系的电解质分别封装成染料敏化太阳电池,测试了凝胶剂的加入量对太阳电池光电特性的影响,同时利用交流阻抗谱分析了聚合物的加入对抑制暗电流的作用。其中,有机溶剂电解质中PVDF的质量分数分别为5%、20%、25%;离子液体(甲基-丙基咪唑,MPII)电解质中PVDF的质量分数分别为0%、1%、10%。实验中制备的准固态小面积(0.25cm~2)封装电池光电转换效率均高于5.3%,PVDF含量为25%的有机溶剂型准固态电池的效率达到5.92%。此外,实验中还制备了密封的1cm~2的准固态电解质电池,并获得了6.26%的效率,此时对应的J_(SC)=15.4mA/cm~2,V_(OC)=0.672V,FF=60.5%。     

染料敏化太阳电池中TiO2有序膜的制备及应用

探讨了一种简便的制备二氧化钛有序薄膜的方法及其在染料敏化太阳电池中的应用。用合成的聚苯乙烯悬浮液,采取垂直自然沉积法和水平自然沉积法得到了聚苯乙烯胶体晶体;以垂直自然沉积法得到的聚苯乙烯胶体晶体为模板制备了纳米二氧化钛有序薄膜;用所制得的二氧化钛有序膜组装成染料敏化太阳电池,在模拟日光下进行了光电性能测试,开路电压为0.780V,短路电流密度为0.612mA/cm2。此外,还对胶体晶体模板和二氧化钛有序膜的微观结构进行表征和讨论。     

TiO_2/SiO_2双层减反膜在太阳电池上的应用

利用二氧化硅(SiO_2)对太阳电池表面的钝化作用,对传统的二氧化钛(TiO_2)单层减反膜进行了改良.基于理论模拟分析了光反射率随膜层(TiO_2/SiO_2)厚度变化规律,结合实验上SiO_2最佳厚度经验值,制备了晶体硅太阳电池(即TiO_2/SiO_2/Si),并和SiN_x/Si结构的晶体硅太阳电池相比较.分别测试了少子寿命、反射率、电性能参数等,结果表明这种改良后的TiO_2减反膜也可以取得很好的减反效果和钝化效果.镀有TiO_2,SiO_2双层膜与SiN_x减反膜绒面晶体硅片的积分反射率分别为4.9%和3.9%;使用以上两种不同减反膜制备的太阳电池的开路电压均可达到0.62V.可见这种TiO_2双层膜有望在将来的生产中得到具体应用.     

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。