双峰纳晶介孔TiO2的制备及在染料敏化太阳电池中的应用

采用水热法,以三嵌段共聚物聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯(EO20PO70EO20,P123)为模板剂,钛酸四丁酯为前驱体,制备了双峰纳晶介孔TiO2,分别利用X射线衍射(XRD)、比表面积与孔径分析、场发射扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)对制备的介孔TiO2的相结构、比表面积、孔径和形貌进行了表征,探讨了P123用量对纳晶TiO2微结构的影响。以双峰纳晶介孔TiO2作为染料敏化太阳电池的光阳极材料组装的太阳电池的光电转化效率达5.18%,与相同条件下以P25作光阳极材料组装的电池效率(4.02%)相比提高了28.85%,初步显示了双峰纳晶介孔TiO2在太阳电池领域中的应用潜力。     

纳米TiO2染料敏化太阳电池的电极修饰和光电复合研究(英文)

染料敏化太阳电池由于其较高的光电转换效率和低成本等因素正越来越受到人们的重视,当前其技术发展最为核心的问题是如何减少暗电流、进一步提高其光电转换效率.本工作对染料敏化太阳电池的光阳极进行了不同方法的TiCl4修饰处理,测量了各种不同修饰处理下的TiO2太阳电池的光电转换性能.通过248?nm波长的准分子脉冲激光辐照下的开路光电压Uoc随时间的衰减变化关系,研究了单色脉冲激光下的染料敏化TiO2太阳电池的光电子复合效应,从中明确了TiCl4修饰对染料敏化TiO2太阳电池暗电流的调制所起的重要作用.     

染料敏化纳米晶MgO/TiO2薄膜太阳能电池

染料敏化TiO2薄膜太阳能电池被认为是硅基太阳能电池的潜在替代产品,但其光电转化效率较低.为了提高光电转化效率,采用物理吸附的方法,利用宽禁带半导体MgO对TiO2光阳极进行表面修饰.研究表明:大部分MgO进入到TiO2的表面结构中,复合薄膜形成的表面势垒改变了TiO2的禁带结构,有效的抑制了电池内部复合反应的进行,使电池的光电转化效率提高.MgO与TiO2之间的界面效应,增加了光在薄膜内的传输路径,使电池吸光度、染料吸附量增加.其中光电转化效率同未经修饰的染料敏化TiO2薄膜太阳能电池相比,提高了24.5%.     

TiO_2纳米线/纳米粒复合光阳极的制备及其光电性能

以P25TiO2为原料,采用水热法制备了TiO2纳米线/纳米粒(TNW/NP),用XRD和SEM对所制备样品的结构和形貌进行表征。探讨了不同水热反应时间对所制备的样品光阳极组装染料敏化太阳能电池(DSSCs)光电性能的影响。结果表明,水热反应时间为16h时,获得了TNW/NP共存的复合样品,其染料吸附量大,电子传输阻抗小,电子和空穴分离效率高;基于TNW/NP光阳极的DSSC光电性能最好,开路电压为0.75V,短路电流密度为6.22mA/cm2,填充因子为0.59,光电转换效率为2.75%。     

TiO2纳米管光电转换特性及应用研究进展

讨论了TiO2纳米管的制备方法、形成机理及其特性的关系,制备方法不同时,其形成机理、结构特点以及其物理化学性能有很大的差异。着重综述了TiO2纳米管的光电特性、影响因素及作为光电极应用于染料敏化太阳电池最新研究进展,并对TiO2纳米管用于光电致变色器件阳极、界面特性等领域的研究及应用进行展望。     

金纳米颗粒对染料敏化太阳能电池性能的优化

采用球磨法制备一系列掺杂有不同含量立方形金纳米颗粒的复合光阳极薄膜,并组装成染料敏化太阳能电池,研究立方形金纳米颗粒对光阳极薄膜以及染料敏化太阳能电池性能的影响。研究表明,当掺入立方形金纳米颗粒的质量分数为0.8%时,太阳能电池呈现出最优性能,其短路电流密度为15.32mA/cm~2,光电转换效率为6.708%,相比基于纯TiO_2光阳极分别提高14.47%和12%。太阳能电池性能的显著提高主要归因于立方形金纳米颗粒独特的局域表面等离子体共振效应,其能有效改善染料分子的光吸收性能,进而提高电池的光电转换效率。     

Eu掺杂TiO_2染料敏化太阳能电池下转换光阳极的制备及性能

用溶胶-凝胶法制备了Eu掺杂TiO_2粉体(TiO_2:Eu~(3+)),并以质量分数50%的商用TiO_2(P25)为基体,制备了下转换光阳极,将其用于染料敏化太阳能电池,研究了不同Eu掺杂含量对电池性能的影响。荧光光谱显示,TiO_2:Eu~(3+)受463nm光激发,发射587、612、700nm波长的可见光,具有下转换功能。当Eu摩尔分数为1.5%时制备的下转换光阳极短路电流达到12.78mA/cm~2,与未使用下转换光阳极的电池相比,提高了12.69%,转换效率也提高了11.44%。     

染料敏化太阳能电池的研究进展

近年来,染料敏化太阳电池由于具有低价格、易于制造成大面积和可接受的转换效率的潜力等优点而倍受关注.介绍了类似于植物光合作用的染料敏化太阳电池的工作原理,描述了主要由导电玻璃,半导体氧化物纳米薄膜,敏化染料,电解质和对电极组成的染料敏化太阳电池结构.对阳极材料改性技术、染料对DSSC性能的影响和电解质的研究新进展进行了综述.最后展望了染料敏化的电池的应用前景和今后的研究重点.     

纳米TiO2的表面修饰及其光电性能

研究了表面修饰对TiO2光阳极微结构和光电性能的影响。结果表明，在纳米TiO2颗粒表面涂敷一层适当厚度的WO3阻挡层能够有效抑制光生电子与电解质中的阳离子或氧化态的染料分子之间的复合，从而提高了染料敏化太阳能电池的开路电压、短路电流和光电转换效率。但过厚的WO3阻挡层虽能抑制电荷复合，也阻碍了电子注入过程，不利于电池转换效率的提高。     

单一天然染料制备染料敏化太阳能电池

目的研究天然染料敏化太阳能电池的光电性能并降低其生产成本,提高染料敏化太阳能电池的制作效率.方法采用一种有效的天然染料的提取与纯化方法,从不同种类的植物中提取了十一种天然染料,包括蔬菜、水果、茶叶等,组装成天然染料敏化太阳能电池,并检测其光电性能,最后对各个天然染料敏化太阳能电池的光电性能进行分析.本实验还采用了静电喷镀的技术,将染料喷镀到工作电极上,并将采用静电喷镀技术得到的结果与传统浸泡的方法相比较.结果采用蓝莓制备的染料作为光敏剂敏化的太阳能电池在所研究的十一种染料中表现出最好的光电性能,其光电转化效率达到1.11%.结论这种静电喷镀技术不仅提高了染料敏化太阳能电池的制作效率,从检测结果看,染料的吸光度也大大提高,为染料敏化太阳能电池光电转化效率的提高以及未来染料敏化太阳能电池的商业化发展奠定了基础.     

不同光强下染料敏化太阳能电池输出特性仿真

以染料敏化太阳能电池(DSSC)的等效电路图及数学模型为依据,利用牛顿迭代法计算DSSC的工作电流,在Matlab/Simulink仿真环境下建立了仿真模型。制备并测试了以TiO2薄膜为光阳极的DSSC。使用估算参数的方法对测得的数据进行拟合。研究了不同光照强度对DSSC输出特性的影响。仿真结果表明,DSSC的输出特性受光照强度影响很大。     

ZnO/TiO2薄膜制备及在太阳能电池中的应用

用丝网印刷结合溶胶凝胶法制备了多孔TiO2薄膜,用溶液浸渍法制备了ZnO/TiO2复合薄膜;对薄膜的热处理制度、表面形貌、横断面结构、吸光度等进行了分析;组装电池,测试了电池的光电性能,结果表明：浸渍Zn（Ac）23 h,经过适当的热处理后,可以形成结晶良好,吸光度较好的ZnO/TiO2复合薄膜,电池的开路电压,短路电流以及光电转换效率均得到较大的提高.     

ZnO/TiO_2薄膜制备及在太阳能电池中的应用

用丝网印刷结合溶胶凝胶法制备了多孔TiO2薄膜,用溶液浸渍法制备了ZnO/TiO2复合薄膜;对薄膜的热处理制度、表面形貌、横断面结构、吸光度等进行了分析;组装电池,测试了电池的光电性能,结果表明:浸渍Zn(Ac)23 h,经过适当的热处理后,可以形成结晶良好,吸光度较好的ZnO/TiO2复合薄膜,电池的开路电压,短路电流以及光电转换效率均得到较大的提高。     

聚4-乙烯基吡啶凝胶电解质在DSSCs中应用性能

采用自由基溶液聚合法合成出聚4-乙烯基吡啶-丙烯腈共聚物,通过聚4-乙烯基吡啶-丙烯腈共聚物与交联剂发生化学交联反应固化液体电解质,制得凝胶电解质,并将凝胶电解质应用于染料敏化太阳能电池,测定了电池的光电性能。研究发现,聚合物质量分数为凝胶电解质前驱体5%时,制备的染料敏化太阳能电池光电性能最佳,光电转换效率可达到纯液体电解质染料敏化太阳能电池的65.43%,而含离子液体凝胶电解质染料敏化太阳能电池的光电转换效率可达到含离子液体电解质染料敏化太阳能电池的97.41%,且电池稳定性较好。对凝胶电解质在柔性染料敏化太阳能电池中的应用也进行了初步研究。     

CoCr_2O_4/TiO_2复合薄膜光阳极的制备及其在DSSC中的应用

采用柠檬酸凝胶法制备了尖晶石型CoCr2O4纳米粉体,通过X射线衍射光谱分析了煅烧温度对CoCr2O4纳米粉体晶型及粒度的影响;通过紫外-可见吸收光谱测试了CoCr2O4/纳米粉体和CoCr2O4/TiO2复合薄膜的吸光度。以CoCr2O4/TiO2复合薄膜为光阳极制备了DSSC,应用太阳光模拟器及数字源表测试了DSSC的光电性能,分析了CoCr2O4纳米粉体复合量对电池性能的影响;应用分光计器测试了复合薄膜电池的单色光转换效率。结果表明,CoCr2O4纳米粉体的最佳煅烧温度为700℃,禁带宽度为1.6eV;当CoCr2O4纳米粉体的复合量质量分数为1%时,电池的短路电流和转换效率提高较多,分别提高了61%和55%。     

环丁砜在染料敏化太阳能电池固体电解质中的应用

以CuSCN、环丁砜、1,2-二甲基-3-丙基咪唑碘、PEDOT:PSS为原料制备了染料敏化太阳能电池固体电解质,研究并探讨了环丁砜对电池光电性能的影响,同时对电池稳定性能进行了考察。结果表明,环丁砜引入染料敏化太阳能电池固体电解质中,电池的光电性能及稳定性能均得到了一定的改善;当环丁砜加入量为0.18g、CuSCN粉体为0.25g时,染料敏化太阳能电池短路电流密度为3.92mA/cm2,开路电压为0.42V,光电转换效率为0.86%,电池性能较稳定。     

尖晶石型MAl_2O_4(M=Cu、Ni)粉体的制备及其光电性能

采用柠檬酸法制备了尖晶石型粉体MAl2O4(M=Cu、Ni),并采用XRD、UV-vis对粉体进行表征。将两种粉体分别复合到TiO2光阳极中,测试MAl2O4(M=Cu、Ni)/TiO2复合光阳极的光电性能。结果表明,MAl2O4(M=Cu、Ni)纳米粒子为窄禁带半导体材料;将MAl2O4(M=Cu、Ni)纳米粒子复合到TiO2中,电池的性能都有所提高;当MAl2O4(M=Cu、Ni)纳米粒子的质量分数为2%时,电池性能最好,且CuAl2O4/TiO2复合薄膜电池的性能优于NiAl2O4/TiO2复合薄膜电池,转化效率分别提高了61%和30%。