染料敏化太阳能电池光阳极TiO2薄膜的研究进展

在概述染料敏化太阳能电池工作原理基础上,着重分析电池光阳极TiO2薄膜的特性,并指出该薄膜在电池中所起的作用:负载染料、收集光生电子、分离电荷和传输光生电子;继而从表面修饰、离子掺杂、量子点敏化、制备复合薄膜、设计微观有序空间结构、设计核壳结构以及多手段共改性等方面对TiO2薄膜改性手段进行综述,并详细分析改性手段优化染料敏化太阳能电池性能的原因;最后,提出应把优化光阳极TiO2薄膜制备工艺及探讨薄膜接触面工作机理等作为今后的研究重点。     

染料敏化太阳能电池及TiO2基光阳极的研究进展

随着人们对于能源需求量的增加,染料敏化太阳能电池作为一种清洁的能量收集装置得到广泛研究。染料敏化太阳能电池是通过染料来获得光电子,利用自身的氧化还原产生电流,但由于光阳极材料的比表面积和电子传输速率提升困难等因素,在实际应用中受到限制。总结了染料敏化太阳能电池的结构和工作原理和研究进展,对它们的优缺点进行分析,提出染料敏化太阳能电池发展中存在的问题和挑战,并对染料敏化太阳能电池光阳极的趋势进行了展望。     

染料敏化太阳能电池的TiO_2光阳极研究进展

综述了染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSC)的TiO2光阳极的研究现状及存在的问题,分析探讨了改进和提高DSSC电池性能的方法和途径,并对其发展趋势进行了展望。     

ZnO调制改性染料敏化太阳能电池TiO2光阳极研究

采用丝网印刷的方式制备了染料敏化太阳能电池的TiO2薄膜光阳极、TiO2-ZnO复合薄膜光阳极以及TiO2/ZnO双层薄膜光阳极,研究了ZnO对TiO2薄膜光阳极的调制改性作用。研究结果表明分别以醋酸锌和ZnO直接掺杂制备的TiO2-ZnO复合薄膜光阳极同未掺杂的TiO2薄膜光阳极相比,以醋酸锌为原料制备的复合薄膜光阳极使电池转换效率提高了1倍,而由于微米量级的ZnO的粒径大,用其作原料制得的复合薄膜光阳极反而使电池的转换效率有所降低。以醋酸锌为原料制备的TiO2/ZnO双层薄膜光阳极同TiO2薄膜光阳极相比,电池转换效率提高了13倍,通过性能优化后电池的转换效率达到4.7%。     

染料敏化纳米晶太阳能电池的研究进展

半导体纳米晶颗粒形成的膜具有较大的比表面积，其表面上可以吸附大量的染料分子，因而可以有效地吸收太阳光，并将其转化为电能。介绍了染料敏化纳米晶太阳能电池的基本原理以及电池的结构，着重从电池各个组成部分介绍了染料敏化纳米晶太阳能电池的发展及其研究现状。     

染料敏化太阳能电池光阳极的研究进展

染料敏化太阳能电池(DSSC)具有成本低、质量轻、来源广等优点,是现有硅太阳能电池的替代品之一,应用前景广阔。DSSC制备的关键在于基材及与之相关的光阳极材料的制备。综述了光阳极近年的发展情况,详细分析了离子掺杂、基于微观结构改性的复合结构、表面处理和替代二氧化钛光阳极。水热法、电沉积法是目前制备高效光阳极的主要方法。最后对光阳极的研究方向进行了总结,并展望了未来染料敏化太阳能的发展趋势。     

二氧化钛有序纳米阵列染料敏化太阳能电池光阳极的研究进展

介绍了染料敏化太阳能电池(DSSC)的结构和基本原理,综述了近年来作为DSSC光阳极的TiO2纳米管、纳米线、纳米棒阵列的制备工艺进展,重点介绍了阳极氧化法制备纳米管和水热法制备纳米线和纳米棒.阐述了通过改进TiO2纳米管提高DSSC效率的几种途径,包括优化纳米管的尺寸、改善纳米管的输运性能、在透明基板上生长纳米管、对纳米管进行表面修饰等.最后展望了TiO2纳米阵列DSSC的研究方向.     

染料敏化TiO2纳米晶多孔膜太阳能电池

对染料敏化TiO2纳米晶多孔膜太阳能电池的结构、原理进行了介绍,对电池中电荷分离、复合的机制和原因进行了说明。分析了TiO2薄膜、染料敏化和支持电解质对电池性能的影响。提出了提高电池效率的主要途径。     

TiO2纳米颗粒/纳米线复合光阳极的染料敏化太阳能电池

首先采用水热合成技术制备TiO2纳米线粉末,然后采用溶胶-凝胶技术制备钛酸丁酯溶胶,向溶胶中加入适量的TiO2纳米线制备凝胶浆体,采用浸渍提拉法在透明导电玻璃上制备TiO2纳米颗粒/TiO2纳米线复合薄膜的光阳极.通过XRD、SEM,电池的I-V特性和电化学阻抗谱测试,研究TiO2纳米线的添加量对光阳极的结构、形貌和电...     

染料敏化纳米晶太阳能电池的研究进展

随着地球矿物资源的日益减少和人们对能源需求的增加,太阳能电池的研究愈来愈受到人们的重视。在太阳能电池的研究中,应用较多、较成熟的是单晶硅、多晶硅和非晶硅太阳能电池,但其价格昂贵,广泛应用受到了限制。为此,人们研究新型的染料敏化纳米晶太阳能电池。根据染料敏化纳米     

介孔TiO2微球水热法合成及在染料敏化太阳能电池中的应用

以Ti(SO4)2为钛源,采用尿素辅助水热法合成了介孔TiO2微球,利用XRD、FESEM和比表面积分析仪对样品的晶型、形貌和比表面积进行分析,探讨了尿素加入量对TiO2微球的颗粒尺寸、比表面积、孔径和孔容的影响。采用刮涂法,用所合成的介孔TiO2微球制备了染料敏化太阳能电池(DSSC)的光阳极,结果表明,尿素用量为1.2g合成的介孔TiO2微球所组装的电池在模拟太阳光的照射下(100mW/cm2,AM1.5),光电转换效率为6.2%,明显高于商用P25纳晶所组装的电池光电转换效率(4.24%)。     

敏化TiO2纳米晶太阳能电池

介绍了敏化ＴｉＯ２纳米晶太阳能电池的工作原理和表征方法，并对常用的制备工艺，敏化剂的选择，目前达到的水平进行了综述，在此基础上提出了一些值得深入研究的问题。     

染料敏化太阳电池用一维纳米结构氧化物光阳极薄膜的研究进展

染料敏化太阳能电池(DSC)由于其工艺简单、成本低廉、理论光电转换效率高,逐渐成为硅基太阳能电池的有力竞争者.DSC电池的光阳极主要起到对染料分子中激发出来的电子进行传导的作用,其光阳极薄膜大多数是由氧化物纳米晶制备的.氧化物纳米晶存在大量界面电阻,导致能量势垒,从而使染料分子中光生电子-空穴对不能有效分离,制约了DSC电池光电转换效率的提高.而高长径比的一维氧化物纳米光阳极薄膜有望降低界面电阻,促进电子-空穴对的有效分离,将是DSC电池光阳极材料开发的重要发展方向.详细论述了染料敏化太阳电池用一维纳米氧化物光阳极薄膜的研究进展.     

石墨烯/TiO2复合光阳极的制备及对染料敏化太阳能电池的影响

采用手术刀刮涂方式制备了不同质量比的片状石墨烯/TiO_2复合电极,研究了石墨烯的加入对染料敏化太阳能电池性能的影响。结果表明,石墨烯复合电极能有效抑制电子与氧化态染料分子及电解质中氧化还原点对的复合,降低电池的暗电流,提高电子的传输与收集效率,进而提高电池的性能。当石墨烯与纳米TiO_2颗粒的质量比为0.6%时电池性能达到最佳,较之单一TiO_2电极,短路电流密度为9.19mA·cm-2,提高了47.28%,光电转化效率为4.79%,提高了52.20%。     

染料敏化太阳能电池中的光电极制备技术

从染料敏化太阳能电池(DSC)的结构和原理角度分析了DSC中光电极的作用及技术要求,介绍了目前常用的几种DSC光电极的制备方法,并对这些制备方法的特点进行了讨论.     

一维二氧化钛光阳极的制备及在染料敏化太阳能电池中的应用综述

二氧化钛由于具有合适的禁带宽度、良好的光电性能、制作工艺简单等特点,目前广泛应用于染料敏化太阳能电池中。其中,大部分光阳极主要是由纳米颗粒组成,但纳米颗粒不利于电子和空穴的分离及传输、染料敏化太阳能电池的光电转化效率的提升。因此,可采用一维纳米结构光阳极替换纳米颗粒,这有利于提升染料敏化太阳能电池的光电转化效率。一维纳米材料具有较少的晶界,可为电荷提供通道、加速电子的传输,且能有效减少空穴/电子的复合,减少电子与染料的复合,从而提高效率。同时一维二氧化钛其较大的比表面积,不仅有利于染料吸附量增加,而且能有效提高电流密度。综述了几种一维二氧化钛制备方法的最新研究进展,分析了不同制备方法对二氧化钛光阳极的能带结构、光吸收特性、染料吸附量和电子传输过程的影响,介绍了近几年一维二氧化钛在染料敏化太阳能中的应用。最后,对一维二氧化钛在染料敏化太阳能电池中的应用进行了展望。     

TiO2纳米管阵列电极染料敏化太阳能电池

采用电化学阳极氧化法在纯钛片表面制备了高度有序的TiO2纳米管阵列。利用SEM、XRD分别对TiO2纳米管阵列的形貌、晶型进行了表征,并通过线性扫描伏安法对N719染料敏化纳米管阵列电极的光电性能进行了研究。实验结果表明,纳米管阵列的管径和长度随着阳极氧化电压的升高和氧化时间的延长都分别相应增加。同时还发现,通过450℃热处理的TiO2纳米管阵列,具有较好的锐钛矿晶型结构,其光电转化效率为2.1%。     

丝网印刷法制备染料敏化太阳能电池光电性能的研究

采用水热法制备TiO2纳米颗粒,将获得的TiO2纳米颗粒制备成胶体,采用丝网印刷法在FTO表面刷涂制备染料敏化太阳能电池（DSSC）光阳极,通过扫描电子显微镜对电极表征和电池光电性能测试,探讨印刷层数及入射光强对DSSC光电性能的影响,实验结果表明,将制备的光阳极组装成电池后具有较好的光电性能,当印刷层数为8层、光强为80W／m2时,电池取得最好的光电性能。     

TiO2/SnO2纳米晶膜的制备及其电学性能研究

采用丝网印刷的方式制备了TiO2纳米晶薄膜,然后在其上采用浸泡的方式制备了SnO2纳米晶薄膜,形成TiO2/SnO2膜结构的光阳极并应用于染料敏化太阳能电池。用SEM对样品进行了结构形貌分析,用电化学工作站研究表征了SnO2的浸泡溶液浓度和浸泡时间对光阳极的调制改性作用。SEM分析表明在TiO2纳米晶薄膜表面生长的SnO2纳米晶薄膜晶粒比TiO2更加细小,电学性能研究表明TiO2薄膜经过0.4 mol/L SnO2溶液浸泡处理50 min能对TiO2薄膜的结构及性能起到很好的改善作用,电池的光电转化效率提高了约7%。