TiO2半导体薄膜电极的光电转换性能研究

介绍了TiO2半导体薄膜电极的光电转换原理,综述了近年来通过染料敏化、窄半导体敏化、过渡金属离子掺杂敏化、有机染料和无机半导体复合敏化以及在TiO2半导体表面沉积贵金属等提高TiO2薄膜电极光电转换效率的方法,并对其原理进行解释和说明。     

影响染料敏化二氧化钛纳米晶太阳能电池的因素

介绍了染料敏化二氧化钛纳米晶太阳能电池的结构及工作原理,对影响染料敏化太阳能电池性能的因素,如纳米二氧化钛膜的制备、表面修饰、耦合及掺杂或复合,敏化染料与电极表面的吸附、吸收光谱与太阳光谱的匹配、染料的设计合成,以及电解质的研究进展进行了综述。指出染料和电解质的性能是今后发展中的主要制约因素,纳米多孔膜的制备、染料的光电化学反应机理和染料的设计合成、双敏化、固态空穴传输材料替代液体电解质以及纳晶多孔电极与染料间能量传递及电子转移的微观本质等领域是今后的主要研究方向。     

纳米线/模板共构染料敏化二氧化钛太阳电池的制备

以清洁、制备过程简单、成本低廉的阴极电弧离子镀在低温成长染料敏化二氧化钛太阳能电池的二氧化钛模板,从模板上利用水热法生长出二氧化钛纳米线,形成理想的染料敏化太阳电池异质接面,具有高比表面积并利于染料的吸收,从而提升电池效率.最后加以封装成ITO glass/AIP-TiO2/[TiO2-nanowire(N3 dye)]/I2 LiI electrolyte/Pt/ITO glass太阳能电池组件,探讨了其微观结构对染料敏化二氧化钛太阳能电池光电转换效率的影响.     

染料的结构对太阳电池性能的影响

讨论了染料敏化纳米薄膜太阳电池中染料的结构对其性能的影响, 着重分析了染料的吸附功能基团、取代基效应和配体对染料光电化学性质的影响.研究表明,决定染料光电性质的主要是染料与TiO2薄膜电极表面之间的相互作用.在联吡啶钌染料中,羧酸取代基的染料与TiO2薄膜表面的相互作用最强,而且羧基的取代位置在4,4' 位, 配体为-NCS时染料的光电性能最好.     

染料敏化太阳电池工作电极的化学处理工艺与性能分析

染料敏化太阳电池工作电极的化学处理工艺极大的影响着染料敏化太阳电池的性能,报道的工作电极的化学处理工艺包括TiCl4处理、Fe3+抑制、H2O2处理等.实验表明,采用经40mM TiCl4处理后的工作电极,封装成染料敏化太阳电池可获得较高光电转换效率.     

电沉积法制备固态染料敏化太阳能电池(英文)

本文采用一步电化学沉积的方法在导电玻璃上先后沉积了ZnO/染料复合薄膜以及CuSCN薄层,实现仅以电沉积法制备结构为ZnO/染料/CuSCN的固态染料敏化太阳能电池,电池的光电转换效率达到0.1%。在电沉积CuSCN前,脱附电沉积制备的ZnO/染料复合薄膜中的染料以形成多孔ZnO薄膜,然后通过染料再吸附得到染料敏化ZnO纳晶多孔薄膜。在电沉积过程中,ZnO和CuSCN的晶体尺寸、晶体取向和膜层形貌都可以进行比较精准的控制。探讨了影响沉积薄膜形貌和光电转换效率的因素,如旋转圆盘电极的旋转速度、电沉积温度以及染料敏化剂的选择。本文报道的低温电沉积制备全固态太阳能电池的方法为制备柔性染料敏化太阳能电池提供了一种新的思路。     

TiO2薄膜的制备方法及其对染料敏化太阳电池性能的影响

采用溶胶-凝胶、浆体涂敷、磁控溅射等方法制备了二氧化钛单层以及多层膜．通过透射电镜、扫描电镜以及X射线衍射实验分析了不同薄膜的结构．通过比较不同薄膜制作的染料敏化太阳电池性能探讨了薄膜结构的影响．实验所获得的电池开路电压可达708mV，短路电流可达13．26mA(电池面积为1．8cm^2)．     

液相沉积纳米TiO2薄膜及后热处理对染料敏化太阳能电池的影响

以液相沉积法在常温下于ITO透明导电玻璃上制备染料敏化二氧化钛太阳能电池中的二氧化钛层,并加以封装成ITO glass/[TiO2(N3 dye)]/I2 LiI electrolyte/Pt/ITO glass组件,探讨不同后热处理温度对于二氧化钛层的微观结构及染料敏化太阳电池组件光伏特性的影响.实验结果显示:随着热处理温度的提高,TiO2薄膜由非晶转为锐钛矿相结构,表面生成许多小缝隙、锥突及纤毛,使组件短路光电流明显提升10倍以上.最高短路光电流0.036 mA/cm2发生在沉积24 h并经600 ℃后热处理的镀膜上.     

染料敏化太阳能电池染料敏化剂的研究进展

染料敏化太阳能电池(DSSC)具有原材料丰富、制备成本低廉、工艺简单,在工业化生产中具有较大的竞争优势.在染料敏化太阳能电池中,敏化剂的分子结构及其在二氧化钛表面的聚集体形态对电池的性能都有很大的影响.本文详细介绍了不同染料敏化剂对于染料敏化太阳电池性能的直接影响,以及对其未来发展前景的分析和展望.     

2010年度用于涂料油墨及相关产品的有机颜料（续）

一、文献部分 结合二氧化钛纳米管和纳米粒子来增强染料敏化的太阳电池之功效Li X D＆ Others Mat．Chem．Phys．Vol124,No1,179—83（2010）由工业用二氧化钛粉末经碱性水热转换制造成二氧化钛纳米管。用不同重量比的二氧化钛纳米管和专用的二氧化钛纳米粒子所制成的二氧化钛膜而构成了染料敏化的太阳电池。按该电池的电化学阻抗光谱和光伏特性在照明下和在暗处二方面评估了     

大小颗粒Ti02复合制备纳晶薄膜电极及其性能研究

选用大小粒径分别为200nm和21nm的TiO2颗粒,采用刮涂法制备了几种不同条件的TiOz薄膜电极,研究了大小颗粒Ti02的复合方式和质量比对其所组装染料敏化太阳能电池光电性能的影响。应用红外吸收光谱仪和扫描电子显微镜对Ti02薄膜电极进行了表征,在100mW／cm^2（AM1．5G）光照下,测试了电池的光电性能。结果表明：将大颗粒Ti02作为光散射层,且大颗粒Ti02和小颗粒Ti02质量比为1：3时,所制薄膜不但可以保持纳米粉体高比表面积的优点,同时可以提高对太阳光的散射率,用其组装的电池光电性能最好,转换效率达到2．46％。     

A novel preparation of small TiO₂ nanoparticle and its application to dye-sensitized solar cells with binder-free paste at low temperature

TiO(2) nanoparticles with diameter <10 nm were synthesized by a facile, non-hydrothermal method at low temperature. A porous TiO(2) film electrode consisting of the obtained small TiO(2) nanoparticles and commercial TiO(2) nanoparticles without any organic binder was prepared at low temperature. The photovoltaic performance of the solar cell based on the TiO(2) electrode was investigated by the current-voltage and electrochemical impedance spectra. All the experimental results indicate that the addition amount of the small TiO(2) nanoparticles in the binder-free paste affects the photovoltaic performance of the photoelectrode greatly. The overall energy conversion efficiency of the optimized binder-free photoelectrode achieves 3.53% without high-temperature sintering. Additionally, the performance of the small particles derived from this facile method can be comparable with that of small ones obtained from traditionally hydrothermal method, indicating the small particles in our study can be applied to flexible dye-sensitized solar cells. And the present low-temperature preparation of photoelectrode containing small TiO(2) nanoparticles shows an encouraging performance on both conductive glass and plastic substrates and could be suited in the industrial and large-scale application due to its low energy cost and relatively high conversion efficiency.     

紫外辐射法低温制备柔性TiO_2薄膜电极及其性能研究

采用先研磨后超声波分散的方法制备了TiO2涂膜胶体,由其涂敷的TiO2薄膜经过紫外辐射处理后,获得了组装染料敏化太阳能电池的柔性TiO2薄膜电极。用扫描电子显微镜、红外吸收光谱仪和紫外可见光谱仪对TiO2薄膜电极进行了表征,同时,用数字源表测试了电池的光电性能。结果表明:TiO2薄膜电极具有多孔结构,其经过紫外辐射处理后,有机物完全去除;N3染料敏化后,使其吸光度增大,组装成的电池,其光电转换效率达到0.93%。     

电沉积TiO_2纳米晶薄膜及其光电性能研究

采用阴极电沉积法在导电玻璃基体上制备了TiO2薄膜.运用扫描电子显微镜、X-射线能量散射分析仪和X-射线衍射仪对TiO2薄膜的形貌和结构进行了分析.以N719染料敏化的TiO2薄膜为阳极,0.5 mol/L KI和0.05 mol/L I2的乙氰和乙烯碳酸酯的混合溶液为电解液,碳电极为阴极,组成太阳能电池,通过电流-电压曲线研究了太阳能电池的性能.结果表明:TiO2薄膜的晶型为锐钛矿,其晶粒d平均为28.8 nm.太阳能电池的U开路为0.513 V,J短路为22.8 A/m2,填充因子为0.392,光电转换效率为0.466%.     

天然染料在染料敏化太阳能电池中的研究进展

染料敏化太阳能电池(DSSCs)为无机固态光伏电池提供了可靠的可代替概念。染料敏化太阳能电池的光电转换效率主要依赖于纳米晶多孔半导体TiO2薄膜电极的染料。由于天然染料的低成本和工艺制备简单的优点,天然染料作为敏化剂已成为DSSC研究热点。作为DSSC的敏化剂的天然染料,如花青素类、胡萝卜素类、叶绿素类、类黄酮,可从不同植物不同部分提取出。主要介绍和讨论天然敏化剂的发展和实用化必须解决的关键问题。     

负载型二氧化钛光电催化降解苯酚废水的反应动力学

采用浸渍提拉法制备发泡镍载二氧化钛薄膜电极,并以其为工作电极,建立三电极光电催化体系,对该体系降解苯酚的动力学进行了研究.考察了反应液初始pH值、反应物初始浓度、催化剂用量、光辐照强度、外加直流偏压值对光电催化反应速率的影响,采用幂指数方程描述反应动力学,得到方程C=C₀exp(-0.5430 C ^-0.4241 ₀ E ^0.2968 Q ^0.5418 I ^0.5877 t).方程计算值与实验值吻合较好,误差基本在15％以内.     

New dye-sensitized solar cells obtained from extracted bracts of bougainvillea glabra and spectabilis betalain pigments by different purification processes

The performance of a new dye-sensitized solar cell (DSSC) based in a natural dye extracted from the Bougainvillea spectabilis' bracts, is reported. The performance of this solar cell was compared with cells prepared using extract of the Bougainvillea glabra and mixture of both extracts; in both cases the pigments were betalains, obtained from Reddish-purple extract. These dyes were purified to different extents and used for the construction of solar cells that were electrically characterized. The materials were characterized using FTIR and UV-Vis. Solar cells were assembled using TiO(2) thin film on indium tin oxide (ITO)-coated glass; a mesoporous film was sensitized with the Bougainvillea extracts. The obtained solar energy conversion efficiency was of 0.48% with a current density J(SC) of 2.29 mA/cm(2) using an irradiation of 100 mW/cm(2) at 25 °C.     

丝网印刷胶体组成中不同造孔剂对TiO2薄膜性能的影响

介绍了染料敏化太阳能电池中丝网印刷制备TiO2多孔薄膜的过程,论述胶体组成中具有造孔作用的PEG,H30,PS等化学物质对纳晶染料敏化太阳能电池中TiO2薄膜性能的影响,并详细阐述了三者造成影响的原因。     

Micro–meso hierarchical porous carbon as low-cost counter electrode for dye-sensitized solar cells

A micro–meso hierarchical porous carbon with low crystallinity was prepared by a combination of self-assembly and post activation and explored as a counter electrode in dye-sensitized solar cells. Pore structure analysis showed that the pristine mesopores were basically preserved during activation and the micropores were mainly generated within the mesopore wall. Due to its low crystallinity and unique pore-structure including both mesopores and micropores, hierarchical porous carbon exhibited a relatively higher electrocatalytic activity for triiodide reduction, as compared with the pristine mesoporous carbon electrode. This enhanced electrocatalytic activity is beneficial for improving the photovoltaic performance of dye-sensitized solar cells. Under irradiation of 100 mW cm⁻², the dye-sensitized solar cell with hierarchical porous carbon counter electrode showed an overall conversion efficiency of 6.48%, which was 11.5% higher than that of the cell with pristine mesoporous carbon counter electrode.