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。     

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。     

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.     

应用在染料敏化太阳能电池中的电解质的研究进展

染料敏化太阳能电池由于成本低和制备工艺简单,在过去十多年中受到了广泛的关注.本文系统地报道了应用在染料敏化太阳能电池的液体电解质、离子液体电解质、固态空穴导电材料及纳米粉体复合电解质等研究现状.通过对不同种类染料敏化太阳能电池性能的分析,便于读者了解电池器件的工作机制,同时也指出了电解质研究存在的问题,并对其发展方向进行了展望.     

美人蕉花青素/N719染料共敏化太阳能电池性能

为了拓宽染料电池对太阳光谱的响应范围,提高光电转化效率,从天然植物美人蕉中提取了天然花青素染料,作为染料电池的共敏化剂。测试了花青素乙醇溶液的紫外-可见光谱,利用循环伏安法研究了它的氧化还原行为,并测试了其与N719共同敏化后的染料敏化太阳能电池的光学性能。结果表明:美人蕉花青素符合光敏染料的电子注入驱动力的要求;与N719的最优共敏化条件是花青素敏化60 min,N719敏化24 h。共敏化后电池光电压为0.8 V,短路电流密度为5.97 mA/cm2,填充因子F为0.55。光电转换效率为2.65%,比N719单独敏化提高了61%。说明美人蕉的花青素染料作为共敏化剂使用,能够拓展对太阳光谱的吸收范围,并且有助于提高染料电池性能。     

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。     

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。     

稀土离子掺杂荧光粉材料在染料敏化太阳能电池中的研究进展

介绍了近年来稀土荧光粉材料在染料敏化太阳能电池中的研究进展,稀土发光材料将红外和紫外光转换为可以被太阳能电池吸收的可见光或近红外光,增大了光的响应范围。稀土材料的上/下转换性能还能改善器件的敏化程度、光捕获概率和稳定性。通过掺杂1个或多个稀土离子产生更多的电子-空穴对来达到增大光电效率的目的,控制稀土纳米荧光粉颗粒的粒径也能够增加光透射的距离并减少光的损失。因此,设计稀土荧光粉配比,优化器件结构在提升电池性能中发挥重要作用,对未来太阳能领域的突破和发展具有重要的理论和现实意义。     

Ce~(3+)/Y~(3+)双掺杂TiO_2薄膜的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

采用溶胶-凝胶法制备稀土铈和钇双掺杂的二氧化钛发光薄膜,涂覆在染料敏化太阳能电池光阳极上,形成阻挡层。利用荧光光谱仪及X射线衍射仪对铈、钇双掺杂的二氧化钛粉体进行表征。荧光光谱显示,铈、钇双掺杂的二氧化钛粉体在受到471nm波长光照射时可发射出波长642nm的可见光。光电流-光电压曲线表明,当铈钇总掺量为3%、二者摩尔比为8∶2时,电池电流密度有所提高,光电转换效率从2.94%提高到3.66%。研究了稀土铈、钇之间的能量传递过程及其对染料敏化太阳能电池光电转换效率的影响,结果表明,稀土铈、钇能够拓宽光阳极的光谱吸收范围,提高电池的光电性能。     

共吸附剂对染料敏化太阳能电池光伏性能的影响

利用市售联吡啶钌染料TG6为敏化剂制备染料敏化太阳能电池,引入鹅去氧胆酸(CDCA)为共吸附剂优化电池的光伏性能。实验结果表明,当TG6浓度为0.3 mmol/L,共吸附剂CDCA浓度为10 mmol/L时,以TG6敏化的太阳能电池的光电转换效率为4.64%,比未优化的同类电池提高了23%。电化学阻抗分析表明CDCA的引入,使染料/二氧化钛/电解液界面的回传电阻提升了近50%,有效提升了光生电子寿命,实现了抑制光生电子复合的目的。     

染料敏化太阳能电池光阳极TiO_2致密膜的制备

用溶胶-凝胶法在染料敏化太阳能电池的FTO导电玻璃与多孔薄膜之间制备了一层TiO2致密膜,采用AFM、XRD、UV-Vis以及接触角测定仪等对其进行表征。结果表明,制备的薄膜结构致密、透明,晶粒细小均匀;水接触角从FTO表面的54.425°下降到致密膜表面的33.763°,有利印刷浆料润湿结合;对比实验证实了TiO2致密膜的引入,隔离了液体电解质与FTO导电玻璃的直接接触,减小电池的暗电流,电池的电流密度及光电转化效率分别提高了17.7%和22.4%。     

咪唑溴类离子液体对I^-/I^-3液体电解质电池性能的影响

通过往I^-/I^-3液体电解质添加3C～8C咪唑溴类离子液体,改善液体电解质的黏度、提高电池的稳定性,组装电池测定了电池的性能.分别使用旋转式黏度仪和电导率仪测试了电解质溶液的黏度和电导率;用太阳电池测定仪在模拟太阳光条件下,测定色素增感太阳能电池的电性能.结果表明添加咪唑溴类离子液体电池稳定性,光电转换效率得到较大提高.     

咪唑溴类离子液体对I-/I-3液体电解质电池性能的影响

通过往I-/I3-液体电解质添加3C~8C咪唑溴类离子液体,改善液体电解质的黏度、提高电池的稳定性,组装电池测定了电池的性能。分别使用旋转式黏度仪和电导率仪测试了电解质溶液的黏度和电导率;用太阳电池测定仪在模拟太阳光条件下,测定色素增感太阳能电池的电性能。结果表明添加咪唑溴类离子液体电池稳定性,光电转换效率得到较大提高。     

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%。     

SrO包覆TiO2光阳极的制备及性能

采用浸泡包覆的方法在染料敏化太阳电池的TiO2光阳极表面包覆了一薄层SrO,对TiO2光阳极和TiO2光阳极在饱和SrCl2溶液中浸泡不同时间得到的TiO2/SrO复合光阳极的紫外可见光谱进行了表征,并对SrO包覆TiO2光阳极制备的染料敏化太阳电池的光电转化率、单色光转化效率进行了测试。研究表明,包覆不同厚度的SrO后,在380nm左右出现红移现象,拓宽了可见光区吸收范围;在浸泡时间为20min时制备的具有TiO2/SrO核壳结构的光阳极具有高的转化效率,比同条件下制备的纯TiO2光阳极染料敏化电池的转化率提高了22.3%,单色光转化率提高了16%。     

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。     

基于卟啉基元构筑有机太阳能电池的研究进展

卟啉类作为有机光敏基元中的一种,在有机太阳能电池构建中扮演着重要角色,在自然界中负责收集、捕获和传递太阳光能,同时具备化学稳定性和结构可调节性。综述了有机卟啉聚合物和敏化太阳能电池的基本构造和原理、染料分子Push-Pull设计的基本理念以及近年来有代表性的有机卟啉太阳能电池的进展情况。基于目前卟啉类太阳能电池实现的光电转化率,进一步设计和优化出满意的分子结构,敏化太阳能电池实现工业化将是下一阶段努力的方向。     

光电探测微信号放大器设计

针对光电检测中对微弱信号放大而带来的信噪比和稳定性问题,设计了一种低噪声光电信号放大电路,它具有电压、电流滤波和相位补偿功能.同时分析了电路的频率特性和噪声特性,给出了电路参数选择方法及电路稳定性检验办法.     

极微弱光电流测量电路的设计

极微弱光电流测量技术在仪器仪表和光电设备制作中有着广泛的应用。针对微信号检测中的稳定性和噪声问题设计了一种极微弱光电流检测电路。包括滤波和相位补偿等功能。此外，还对电路的噪声进行了分析研究并给出了解决方法；提出了一种提高电路精度和灵敏度以及电路控制单元的设计方案，并给出了软件设计流程。试验表明，电路有较高的灵敏度和较好的稳定性。     

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.