染料敏化纳米薄膜太阳电池TiO2薄膜的研究进展

主要从染料敏化纳米薄膜太阳电池（以下简介DSCs）的工作原理出发，分别对染料敏化纳米薄膜太阳电池中纳米多孔TiO2薄膜的最新研究和实验进行了讨论，并指出了纳米多孔TiO2薄膜研究中所存在的、影响电池效率的一些主要问题，以及可能的解决方法。     

染料敏化纳米TiO2薄膜太阳电池测试

从染料敏化纳米薄膜太阳电池(以下简称DSCs)结构和原理出发,探讨DSCs与常规硅太阳电池在测试上的区别。讨论了不同光源光谱条件、光强、数据采集速率以及环境温度对DSCs光伏性能测试的影响,获得准确测试DSCs光伏性能的方法和技术。     

染料敏化太阳电池光阳极的制备

综述了溶胶凝胶法、水热合成法、电泳合成法、磁控溅射法等几种染料敏化太阳电池光阳极主要制备方法,分析比较了各自的优缺点。介绍了新一代仿生电极的制备研究进展,展望了该领域未来的发展前景。     

大面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的研制

介绍我所在大面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的详细设计思路和制作方法，并比较内部串联DSCs和内部并联DSCs在实用化制作和测试中的性能差异。介绍我所在大面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的最新研究成果。     

二氢吲哚染料敏化TiO2太阳电池的特性研究

将一种新型纯有机二氢吲哚染料D102(C37H30N2O3S2)用于敏化纳米晶TiO2太阳电池,未经任何优化时电池参数为:JSC=8.65mA/cm2,VOC=0.63V,总光电转换效率可达3.47%;经过紫外照射10min处理,同样测试条件下电池的短路电流达到11.31mA/cm2,效率为3.99%.同时,通过紫外照射前后染料的最高占据轨道能级和最低空轨道、电池的光电导等的研究,讨论了电流大幅度提高的原因.     

PVP对染料敏化太阳电池特性的影响

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为成膜剂,采用刮涂的方法制备染料敏化太阳电池光阳极中的TiO2薄膜.将一定量的PVP溶解到无水乙醇中与0.5g P25以及其它有机小分子物质混合,搅拌均匀后研磨制成TiO2胶体,将其均匀涂覆在导电玻璃上(膜厚度约为14μm),经过450℃烧结后浸附染料,制成TiO2光阳极.研究发现:当其它条件不变时,改变PVP用量会明显影响短路电流密度、开路电压、填充因子,进而影响光电转换效率.在其它条件固定不变的情况下,最后得出最优的PVP加入量为0.30g,电池的光电转换效率可达到6.37%.     

NiS基对电极染料敏化太阳电池性能的研究

分别以纳米氧化镍和镍盐为原料,合成硫化镍(NiS)纳米材料,将其掺入聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT-PSS)溶液中,作为对电极材料制备DSCs.研究不同对电极材料的染料敏化太阳电池的光电性能.结果表明,2种合成方法制备的电极材料,都可有效提升器件性能,其中水热法合成NiS制作的NiS/PEDOT...     

染料敏化太阳电池对电极的研究进展

染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells,DSSC)由于制备工艺简单、成本低、对环境友好等一系列优点,一直以来受到研究学者的高度重视.在针对染料敏化太阳电池的研究中,对电极的研究是一个重要研究方向.总结了当前针对染料敏化太阳电池对电极的研究内容,重点阐述了采用不同材料的对电极的研究现状,并...     

PVDF基准固态染料敏化太阳电池的研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为凝胶剂,分别将有机溶剂、离子液体电解质固化,并采用这两种体系的电解质分别封装成染料敏化太阳电池,测试了凝胶剂的加入量对太阳电池光电特性的影响,同时利用交流阻抗谱分析了聚合物的加入对抑制暗电流的作用。其中,有机溶剂电解质中PVDF的质量分数分别为5%、20%、25%;离子液体(甲基-丙基咪唑,MPII)电解质中PVDF的质量分数分别为0%、1%、10%。实验中制备的准固态小面积(0.25cm~2)封装电池光电转换效率均高于5.3%,PVDF含量为25%的有机溶剂型准固态电池的效率达到5.92%。此外,实验中还制备了密封的1cm~2的准固态电解质电池,并获得了6.26%的效率,此时对应的J_(SC)=15.4mA/cm~2,V_(OC)=0.672V,FF=60.5%。     

氧化钛纳米管对DSCs电池性能的影响

主要从DSCs的工作原理出发,比较了TiO2纳米管(特别是规则和单晶纳米管)相比于传统的TiO2纳米颗粒作为DSCs的半导体氧化物的优点;介绍了TiO2纳米管的不同制备工艺过程;比较了不同制备工艺的优缺点;并指出了目前TiO2纳米管DSCs的研究和应用中的问题.     

准固态电解质的制备及在染料敏化太阳电池中的应用

以聚2-乙基-2-唑啉作为基体,1,4-丁内酯为有机溶剂制备准固态电解质并应用于染料敏化太阳电池(DSSC)。经过各个组成的优化,准固态电解质电导率(25℃)达到0.36mS·cm~(-1),DSSC的光电转换效率在100mW·cm~(-2)光强下达2.10%。通过在准固态电解质中加入添加剂4-叔丁基吡啶,DSSC的光电转换效率提高至2.57%。     

小面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的优化研究

论述了对小面积染料敏化纳米薄膜太阳电池各个组成部分优化实验的研究,主要包括纳米TiO2多孔薄膜、染料光敏化剂、电解质、反电极及其它工艺的优化选择。通过对电池各种参数的优化和实验,获得了8.73%的光电转换效率。实验结果表明,小面积电池的实验是研究染料敏化纳米薄膜太阳电池光伏性能的一种极好的途经,将为保证大面积DSCs的光伏性能和将来的产业化打下良好的基础。     

高分子量PEO基凝胶电解质在DSSC中导电性能的研究

选用4种高分子量的PEO((M)η=5×105、1×106、1.5×106、2×106)作为基质材料配制成凝胶电解质,并用于染料敏化太阳电池中.采用原子力显微镜(AFM)表征了PEO基凝胶电解质的表面形态结构.用DDS-llA型电导率仪测试了电解质的电导率,并且探讨了PEO的含量以及PEO的分子量与电解质电导率的关系.实验结果表明,随着PEO的含量与分子量的增加,凝胶电解质的电导率值呈非线性关系下降,PEO的分子量与电解质的电导率的关系满足类似Mark-Houwink方程.在光强1000W/m2条件下,采用线性扫描伏安法测试了组装电池的伏安特性曲线,电池的I-V曲线结果表明,分子量为5×105、1×106、1.5×106、2×106的PEO基凝胶电解质对应的电池的光电转化效率分别为4.12%、4.07%、4.17%和3.16%.     

染料敏化太阳电池中电子传输性能

通过检测染料敏化TiO2纳米晶太阳电池中TiO2膜厚度和入射光的强度对电池光电转换性能的影响来研究电池中电子的传输性能。结果表明：TiO2膜厚度和入射光强度对电池性能有很大的影响。当TiO2膜厚度增大时，电池的短路电流(Isc)加大，而填充因子(ff)下降，开路电压(Voc)先上升后下降，电池的单色光光电转化效率(IPCE)增大；当光强度加大时，电池的短路电流和开路电压均增加，但是电池的填充因子降低。并用UV-Vis等手段表征了染料RuL2(SCN)2。     

染料敏化纳米薄膜太阳电池的新型对电极研究

研究了用金属基板和塑料薄膜制作的4种新型对电极和由这些对电极构成的染料敏化纳米薄膜太阳电池的性能。由不锈钢、镍片和导电聚合物膜为基材的对电极构成的太阳电池的光电转换效率近5％；不锈钢对电极可以通过降低内阻来改善大面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的光电转换效率。此外,测试了这些金属基板和塑料薄膜在电解质溶液中的耐腐蚀性和稳定性；考察了由不锈钢和导电聚合物膜对电极构成的染料敏化纳米薄膜太阳电池的长期性能稳定性,并提出了改善这些新型对电极的长期性能稳定性的途径。