吩噻嗪基染料的结构改性及光伏性能

通过在吩噻嗪类基础染料PTZ-2的D单元上引入N-苯基吩噻嗪单元,构成D-D-π-A型染料分子PTZ-3。相比PTZ-2染料,PTZ-3染料的吸收光谱有所拓宽,其给电子性能也略有提升。通过DSSC器件光伏性能测试,PTZ-3的光电转换效率为5.5%,高于PTZ-2的4.9%。这一切都归因于N-苯基吩噻嗪单元的引入增强了光捕获性能与量子转换效率,同时末端的刚性结构在一定程度上起到了抑制暗电流的作用。     

纯有机染料敏化剂在染料敏化太阳能电池中的应用及研究进展

染料敏化太阳能电池是一种新型的太阳能电池,因具有低成本、易制备、环保等优点而引起全世界的广泛关注。介绍了染料敏化太阳能电池的发展历史、基本结构及工作原理,重点综述了染料敏化剂材料的分类和发展状况。染料敏化剂可分为纯有机染料和配合物染料两大类,纯有机染料敏化剂大致有三苯胺、香豆素、吲哚、花箐和多烯等几类。设计和开发新型纯有机染料敏化剂材料是提高器件光电转化效率较为有效的方法,而多种染料敏化剂协同敏化电池的短路电流密度(J_(sc))和开路电压(V_(oc))比单一的染料敏化电池更大,因此多种染料共敏化也成为进一步提高染料敏化太阳能电池效率比较可行的途径。最后,展望了有机染料敏化剂的发展前景。     

染料敏化太阳能电池的研究进展

综述了近年来关于染料敏化太阳能电池制备的研究状况,详细介绍了国内外关于二氧化钛薄膜、反电极、染料和电解质的设计思路及制备情况,并讨论了制备方法对太阳能电池性能的影响.     

阻挡层薄膜对染料敏化太阳能电池光电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同浓度的TiO2溶胶,通过旋转涂覆法在光阳极导电玻璃基底上制备了阻挡层薄膜,以此来阻止导电玻璃基底上光生电子与电解液中I-3的复合,提高了染料敏化太阳能电池(DSSC,dye-sensitized solar cells)的光电转换效率.研究了不同TiO2溶胶浓度及阻挡层厚度对DSSC光电性能的影响.结果表明,由于阻挡层的引入有效地提高了DSSC的光电性能,最高光电转换效率达到了5.30%,比无阻挡层的DSSC的光电转换效率提高了大约27%.     

叠层染料敏化太阳能电池

染料敏化太阳能电池( DSC)被认为是第三代新型光伏电池.但为了实现产业化,必须进一步提高其光电转化效率.最为有效的方法是提高太阳光利用率、拓宽电池的吸收光谱.其中,叠层DSC以其新型的结构、独特的优点受到了广泛关注.本文综述了叠层DSC这一新型结构太阳能电池的研究背景及国内外最新研究成果.详细论述了传统叠层DSC、N...     

染料敏化太阳能电池的研究进展

简要介绍了染料敏化太阳能电池(DSSC)的结构和工作原理,评述了染料敏化太阳能电池的几个重要组成部分:纳米半导体薄膜、敏化染料及电解质的研究现状,并总结了当前DSSC研究的主要发展方向.     

基于金属网的叠层染料敏化太阳能电池

本文提出了一种新型染料敏化太阳能电池的叠层结构设计, 其中光阳极由导电玻璃上的第一层TiO₂纳米薄膜和不锈钢网上的第二层TiO₂纳米薄膜组成, 不同染料间的负反应相比混染共敏方式少. 此结构中引入的金属网, 减少了导电玻璃的使用片数, 从而减少入射光的损失; 同时也解决了两层不同TiO₂薄膜间的电连接性问题, 并提高电子传输和收集效率. 此叠层电池的光电转换效率达1.96%, 短路电流为8.4mA/cm², 相比相同电池厚度的单层电池, 效率提高约62%. 通过阻抗谱分析了叠层电池内部的电子传输, 给出叠层电池的等效电路图. 此外, 还发现电池厚度的增加及电子在不锈钢网表面的复合对光电性能有显著影响.     

染料敏化太阳能电池封装工艺的研究进展

染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized solar cells,DSSC)作为第3代太阳能电池而受到广泛关注,但使用寿命短一直是制约DSSC进入实用阶段的主要因素之一。液态电解质的DSSC往往因为电解质挥发或渗漏而失效,因此封装工艺成为保障此类DSSC性能稳定和持久的重要手段。将DSSC相关技术中的封装环节独立出来,简述了近几年来DSSC封装工艺的进展。主要对小面积DSSC、大面积DSSC模块(包括柔性DSSC、可填充DSSC)和管状DSSC的封装材料和流程以及几种DSSC的性能特点进行阐述,对封装技术的发展方向以及应用提出了一些看法。     

染料敏化太阳能电池的制作

主要讨论了染料敏化太阳能电池的制备过程,介绍了所做的一系列工艺优化工作,探讨了二氧化钛薄膜厚度、四氯化钛处理二氧化钛电极、大粒子散射层、酸预处理二氧化钛粉体对电池效率的影响.结果表明,用酸预处理二氧化钛粉体、用四氯化钛处理电极、在一定范围内增加电极的厚度和引入大粒子散射层均可提高电池效率.     

染料敏化太阳能电池的研究进展

光导电极材料在染料敏化太阳能电池(DSSC)中起到关键作用,直接影响到太阳能电池的总效率,所以一直是DSSC研究的热点.介绍了DSSC的基本工作原理,概述了当前DSSC中最流行的TiO<,2>和ZnO两种薄膜光导电极材料的制备方法,并从结构、工艺和转换效率等方面对染料敏化TiO<,2>薄膜太阳能电池和染料敏化ZnO薄膜太阳能电池进行了介绍和讨论;同时简要介绍了目前研究非常热门的叠层染料敏化太阳电池的研究进程,最后展望了染料敏化太阳能电池的未来发展前景.     

多孔二氧化硅在染料敏化太阳电池中的应用

为提高以离子液体作为电解质染料敏化太阳电池光电转化效率,通过水解法合成一种高比表面积的纳米多孔二氧化硅,作为添加剂加入染料敏化太阳电池电解质中,获得离子液体本体电阻降低,离子传输性升高,光电转化效率提高等各项优良性能,并通过对添加量进行分析对比。结果表明:在添加纳米多孔二氧化硅的质量分数为5%时,太阳电池光电转化效率提高效果最好,转化效率最高可达3.87%(100 mW/cm2)。     

用于染料敏化太阳能电池的聚酯型聚氨酯凝胶电解质的研究

通过改变PEG分子量、有机溶剂和碘盐等条件制备了不同系列的聚酯型聚氨酯凝胶电解质。研究发现,当PEG分子量为10000,以1,4-丁内酯为有机溶剂,以NaI/I2为氧化还原电对时,得到的聚氨酯凝胶电解质的电导率最高,达到5.61mS/cm。基于该凝胶电解质的染料敏化纳米晶TiO2太阳能电池在100mW/cm2的入射光强下电池的光电转换效率达到4.06%。     

染料敏化太阳能电池天然敏化剂的研究进展

染料敏化剂是影响染料敏化太阳能电池(DSC)性能的重要因素。介绍了染料敏化剂的分类及获得高效、稳定的电池时染料敏化剂需要满足的条件,根据天然染料敏化剂的分类,分别介绍了叶绿素类、花青素类、类胡萝卜素类以及单宁酸等天然染料作为DSC敏化剂的研究进展及其区别,指出对天然染料敏化剂的研究有利于降低染料敏化太阳能电池的生产成本并促进其工业化发展。     

柔性染料敏化太阳能电池研究进展

从柔性基底的选择、低温法制备纳米晶TiO2薄膜、柔性对电极等几个方面介绍了柔性DSSC的研究进展,重点评述了纳米晶TiO2薄膜低温制备技术,如低温烧结法、微波烧结法、水热法、紫外光照射法和加压法等的优缺点,并展望了柔性DSSC未来的研究方向.     

染料敏化太阳电池多级孔炭对电极的制备及性能研究

以F127为模板剂, 采用自组装与后活化相结合制备了具有微孔-介孔结构的多级孔炭. N2吸附等温线分析表明后活化可在介孔炭孔壁上生成大量微孔. 电化学阻抗谱测量表明多级孔炭电极对I₃^-还原反应的催化活性明显高于介孔炭电极, 电荷迁跃电阻为0.3 Ω·cm². 多级孔炭电极催化活性高是由于它具有较高的比表面和特殊的多级孔结构, 有效比表面积较高. 以多级孔炭电极为对电极组装染料敏化太阳电池, 电池的短路电流密度、开路电压和填充因子分别为0.624V、15.44 mA/cm²和0.67, 相应的光电转换效率为6.48%, 比介孔炭对电极电池的光电转换效率提高了11.5%.     

柔性染料敏化太阳能电池和柔性钙钛矿太阳能电池关键电极材料研究进展

柔性太阳能电池具有轻便、可弯曲的优点,可用于可穿戴设备等器件的即时充电,具有广阔的应用前景,受到持续广泛的关注。柔性太阳能电池制备中的关键在于基材以及与之相关的电极材料的制备。本文综述了柔性染料敏化太阳能电池和柔性钙钛矿太阳能电池近几年的发展情况,着重介绍了柔性染料敏化太阳能电池光阳极、对电极以及柔性钙钛矿太阳能电池的底电极和电子传输层。结果发现高温烧结目前仍是制备高效染料敏化太阳能电池光阳极不可避免的方法,而对电极则不受这一限制并且已经有多种材料的效率超过了高温烧结的铂。柔性钙钛矿太阳能电池的研究重点是用其他材料代替底电极中柔性较差的ITO以及高温烧结的电子传输材料TiO₂,并且都取得显著成效。在此基础上,展望了柔性染料敏化太阳能电池和柔性钙钛矿太阳能电池未来的发展方向。     

性能增强的双层TiO2复合膜染料敏化太阳能电池

采用水热法制备了一维TiO₂纳米棒阵列、二维TiO₂纳米片和三维TiO₂微球。将TiO₂纳米棒阵列/纳米片-微球双层薄膜应用于染料敏化太阳能电池(DSSC), 研究了TiO₂纳米片与微球的质量比对电池光电性能的影响。采用场发射扫描电镜、氮气吸附脱附等温线、X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、荧光光谱和电化学阻抗谱对样品进行了表征。研究表明, 纳米片与微球的质量比显著影响膜电极的光学和电学特性, 以及电池的光电性能。含50wt% TiO₂纳米片膜电极具有最高的染料吸附量、最强的光吸收、最小的传输电阻和最低的荧光强度。含25wt%、50wt%、75wt%和100wt%纳米片的DSSC的效率分别为1.46%、1.71%、1.26%和1.13%。含50wt% 纳米片的电池具有最优的性能, 这是因为该组分电极具有较好的光吸收特性、较小的载流子复合速率以及较快的电子传输。     

色素增感太阳能电池稳定化研究

介绍了色素增感太阳能电池的发展及特点,指出稳定性差将是实现产业化的一个发展瓶颈;对提高稳定性的组成部分如:固体电解质、离子液体、无机增感色素、复合透明导电薄膜以及电池的封装问题进行了综述;对色素增感太阳能电池的应用前景作出了展望.     

金红石型TiO2纳米棒的制备及其在染料敏化太阳电池中的应用

采用十二烷基苯磺酸钠表面活性剂(DBS)辅助水热法合成TiO2纳米材料,XRD和TEM测试表明,不含DBS的TiO2溶胶水热处理后得到10~20nm锐钛矿型TiO2纳米颗粒;添加DBS后,生成了金红石型TiO2纳米棒.虽然金红石型TiO2纳米棒光电极的染料吸附性能和光电性能均不如锐钛矿型TiO2纳米颗粒光电极,但金红石型TiO2纳米棒漫反射性能较高.可用其制备具有光电转换性能的反射层,这种新型反射层使染料敏化太阳能电池光电转换效率提高了26.14%,而含Ti-nanoxide 300大颗粒TiO2构成的反射层仅能使电池光电转换效率提高11.04%.这种差异的根源在于金红石型TiO2纳米棒不仅具有散射光能力,其本身还可吸附染料进行光电转换.随着反射层厚度的增加,电池短路电流逐步提高.而不吸附染料且无光电转换能力的Ti-nanoxide 300传统反射层则没有这种功能.