TiO2纳米结构在染料敏化太阳电池中的应用

利用纳米结构材料作为光阳极制备的染料敏化太阳电池被称为纳米结构染料敏化太阳电池(NDSSC).一般而言,它由纳米结构金属氧化物半导体的光阳极、染料敏化剂,电解质和对电极等几个部分组成.目前,纳米结构光阳极的研究主要集中在如何优化设计和成功制备各种纳米结构的光阳极材料,以改善NDSSC的光电转换性能.本文着重介绍了各种TiO2纳米结构,例如TiO2晶粒薄膜、TiO2准一维纳米结构、TiO2纳米复合物膜层、TiO2核-壳纳米结构、TiO2量子点敏化结构以及串联电池结构等在NDSSC中的应用,并评论了它们最近的主要研究进展.     

碳纳米管在染料敏化太阳电池光阳极中的应用

TiO2作为光阳极薄膜材料,广泛应用于染料敏化太阳电池(DSC)中.在TiO2多孔薄膜中掺碳纳米管,不仅可以加快光生电子在TiO2薄膜内的传输,同时也可以增加电子寿命,从而提高染料敏化太阳电池的效率.本文综述了近年来在TiO2中掺碳纳米管的研究成果,简要介绍了碳纳米管在DSC中的作用;归纳了掺杂于TiO2光阳极的碳纳米...     

染料敏化太阳能电池的研究进展

近年来,染料敏化太阳电池以其简单的制作工艺,低廉的生产成本,较高的转换效率和光明的发展前景,已经成为国际上的研究热点。本文介绍了染料敏化太阳电池的研究背景和发展过程,简述了基于纳米TiO2半导体电极材料的太阳能电池的基本结构和工作机理,,并且就染料敏化太阳电池存在的问题和发展前景给予论述。     

NPC太阳电池的TiO2薄膜结构的研究

采用溶胶凝胶法、粉末涂敷法和磁控溅射法在导电玻璃上制得纳米TiO2薄膜。电子衍射和X射线衍射实验表明该薄膜主要是锐钛矿相结构，透射电子显微镜实验证明了薄膜晶粒为纳米尺度，扫描电子显微镜实验观察了薄膜的表面形貌。分析并讨论了利用以上各种方法制得的纳米TiO2薄膜的结构及其所组成的染料敏化太阳电池的性能。发现由致密TiO2层和多孔TiO2层组成的多层TiO2薄膜组装的太阳电池的性能优于任一种单层TiO2薄膜。     

纳米多孔TiO2厚膜的制备及其汞溴红敏化光电化学性能

采用“粉末刮涂”与“化学分散”相结合的方法制备了用于染料敏化太阳电池光阳极的纳米多孔TiO2厚膜，解决了传统工艺中TiO2浆料难于制备和保存等问题，同时可对膜层微结构进行精确调控．采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等表征所得膜层的晶体结构、表面和断面形貌；采用透过光谱考察了涂覆次数、退火温度、汞溴红敏化对TiO2膜光学性质的影响，并以汞溴红敏化TiO2膜为光阳极制作了染料敏化太阳电池原型器件．结果表明，采用以稀硝酸为分散剂、低分子量聚乙二醇为结构调控剂的化学分散技术可以制得满足染料电池要求的TiO2厚膜．所得膜层致密均匀，无孔洞、缺陷以及分层现象，在纳米尺度表现出典型的纳米多孔结构特征．浆料涂覆次数、退火温度、汞溴红吸附对纳米多孔膜层的光学透过率影响显著．采用汞溴红敏化TiO2光阳极制作的染料电池原型器件具有较强的光电响应，经12-15次涂覆、500℃退火工艺制得的膜层显示出较优的电池性能（Voc-430mV，Isc-150-215μA）．     

染料敏化太阳电池研究进展

自从1991年M．Grhtzel教授将纳米多孔的概念引入染料敏化宽禁带TiO2半导体研究中，获得光电转换效率7．1％的染料敏化太阳电池（Dyesensitized Solar Cell，以下略作DSC）以来，DSC以其潜在的低成本、相对简单的制作工艺和技术等优势赢得了人们的广泛重视。     

有序多孔结构二氧化钛薄膜的制备和应用

本文探讨了一种制备二氧化钛高度有序多孔结构的方法及其在染料敏化太阳电池中的应用。采用聚苯乙烯悬浮液,采取垂直沉积法得到了聚苯乙烯胶体晶体;以该模板制备了高度有序的纳米二氧化钛反蛋白石多孔薄膜。对胶体晶体模板和二氧化钛反蛋白石有序膜的微观结构进行表征和讨论。用所制得的二氧化钛反蛋白石有序膜组装成染料敏化太阳电池。通过电流...     

聚苯乙烯和聚乙二醇对TiO2薄膜微观结构及DSSC性能的影响

用水热法制备了多孔TiO2光电薄膜;分析了聚苯乙烯和聚乙二醇对纳米TiO2晶体薄膜微观结构的影响;用紫外-可见-近红外分光光度计和场发射扫描电镜对纳米TiO2薄膜进行了表征;并对组装的染料敏化太阳能电池进行了光电性能测试,发现用聚苯乙烯处理后的TiO2薄膜提高了染料敏化太阳能电池(DSSC)的开路电压、短路电流密度、填充因子和光电转换效率.     

硅纳米晶体在太阳电池中的应用

硅纳米晶体的电子和光学特性使其在改善太阳电池的性能方面扮演着重要角色。目前,硅纳米晶体在太阳电池中应用的主要方式有利用纯硅纳米晶体薄膜制作太阳电池、硅纳米晶体与无机(氧化硅、氮化硅或碳化硅等)或有机(P3HT)薄膜基质结合构成复合结构太阳电池、硅纳米晶体与碳纳米结构(富勒烯或单壁碳纳米管)结合形成复合结构、硅纳米晶体与传统的染料敏化太阳电池结合、利用硅纳米晶体的减反射或下转换作用将硅纳米晶体与体硅太阳电池结合。硅纳米晶体也有可能在新概念太阳电池如多激子太阳电池、中间带太阳电池和热载流子太阳电池中得到应用。     

染料敏化纳米薄膜太阳能电池的研究进展

本文简要地介绍了染料敏化纳米薄膜太阳能电池的结构和原理；对其中关键问题，如纳米TiO2膜、敏化染料、空穴传输材料的研究进展进行了综述。     

New trends for solar cell development and recent progress of dye sensitized solar cells

This article reviews the new concepts and new trends of solar cell development. To increase the photoelectric conversion efficiency, reduce the cost, and for application in a much broader field, thin film solar cell, flexible solar cell, and tandem solar cell have become important subjects to be studied. As the representative of the solar cells of the third generation, the progress and challenges of dye sensitized solar cell was also reviewed.     

New trends for solar cell development and recent progress of dye sensitized solar cells

This article reviews the new concepts and new trends of solar cell development. To increase the photoelectric conversion efficiency, reduce the cost, and for application in a much broader field, thin film solar cell, flexible solar cell, and tandem solar cell have become important subjects to be studied. As the representative of the solar cells of the third generation, the progress and challenges of dye sensitized solar cell was also reviewed.     

硅半导体太阳能电池进展

太阳能电池是将太阳能直接转化为电能的装置,也是有效利用太阳能最佳途径之一。作为一种绿色能源,尤其是在核电安全问题面临挑战的今天,太阳能电池被认为是解决能源衰竭和环境污染等一系列重大问题的最佳选择。目前,许多国家正在制订中长期太阳能开发计划,准备在21世纪大规模开发太阳能。当前研究最多同时在生产应用的最广泛的当数硅太阳能电池(如单晶硅、多晶硅、非晶硅等)。通过对各类硅太阳能电池的性能、工艺、转化效率以及制备方法等方面作比较并讨论了它们各自性能的优劣,最后结合当前国内外工业化生产状况,对硅太阳能电池研究现状和各自的最新进展作了比较详细的综述,并简要讨论了硅太阳能电池研究和生产上的前景及趋势。     

几种高效率晶体硅太阳能电池性能分析

综述了晶体硅太阳能电池的发展和研究现状,分析了几种高效率晶体硅太阳能电池的结构、制备流程、优越性以及性能等,这些高效率电池包括激光刻槽埋栅电池、PESC、PERC和PERL电池,以及最新型太阳能电池——金属贯穿孔电池,最后讨论了高效率太阳能电池存在的问题,展望了今后太阳能电池的发展趋势。     

杂化钙钛矿材料在太阳电池中的应用与发展

杂化钙钛矿是近年来发展非常迅速的一类新型光电材料。自从2009年日本学者首次研究钙钛矿敏化太阳电池, 经过五年的发展, 有机铅卤化物钙钛矿太阳电池光电转换效率从最初的3.1%跃升到19.3%。本文介绍了有机铅卤化物钙钛矿的结构及其在有机/无机杂化钙钛矿太阳电池中的应用, 并从有机铅卤化物钙钛矿太阳电池的发展历程、器件结构、制备方法等方面做了总结。最后简要讨论了钙钛矿太阳电池的长期稳定性、环境问题, 并就未来发展趋势进行展望。     

钙钛矿叠层太阳电池结构与性能优化:模型预测和实验研究

随着光电性质优越的有机-无机金属卤化物钙钛矿材料的快速发展,钙钛矿太阳电池受到了众多研究者的关注,以钙钛矿太阳电池作为顶层电池的叠层电池也受到了研究者的重视。经研究发现这种叠层电池的光电转换效率理论值高于35%,并且制作成本低,生产工艺简单,从而有可能孕育出光伏器件发展的新突破。主要介绍钙钛矿叠层太阳电池的结构、工艺制备,及其性能、效率等方面的最新进展。     

Historical Analysis of High-Efficiency,Large-Area Solar Cells: Toward Upscaling of Perovskite Solar Cells

The status and problems of upscaling research on perovskite solar cells, which must be addressed for commercialization efforts to be successful, are investigated. An 804 cm² perovskite solar module has been reported with 17.9% efficiency, which is significantly lower than the champion perovskite solar cell efficiency of 25.2% reported for a 0.09 cm² aperture area. For the realization of upscaling high-quality perovskite solar cells, the upscaling and development history of conventional silicon, copper indium gallium sulfur/selenide and CdTe solar cells, which are already commercialized with modules of sizes up to ≈25 000 cm², are reviewed. GaAs, organic, dye-sensitized solar cells and perovskite/silicon tandem solar cells are also reviewed. The similarities of the operating mechanisms between the various solar cells and the origin of different development pathway are investigated, and the ideal upscaling direction of perovskite solar cells is subsequently proposed. It is believed that lessons learned from the historical analysis of various solar cells provide a fundamental diagnosis of relative and absolute development status of perovskite solar cells. The unique perspective proposed here can pave the way toward the upscaling of perovskite solar cells.     

太阳电池的原理及结构研究进展

太阳能电池作为一种新的能源正得到迅速的发展和进步。本文主要介绍了薄膜太阳能电池原理、表征参数及结构的发展概况。     

新型光伏储电原位集成电池研究进展

随着光伏智能电子产品日益融入到日常生活,人们不仅对高性能光伏发电设备的需求增加,同时对智能化、可持续和快速充电/放电能源集成设备的需求也急剧增加,将能量产生部件和能量存储部件结合成独立设备已经成为一种极具有吸引力和挑战性的前沿技术。原位逐层制备光电转换功能薄膜与储电功能薄膜并组装,获得光伏储电原位集成电池的技术,既减少了太阳光波动对能量输出的影响,又可以实现光伏自供电、弱光缓冲和可穿戴等功能,因此具有良好的发展前景。本文综述了硅基光伏储电原位集成电池、敏化光伏储电原位集成电池、钙钛矿光伏储电原位集成电池的最新研究成果,介绍了此类新型电池性能的评价方法,分析了其工作原理、构造特点和性能参数,并对此新兴研究领域的发展趋势进行了展望。     

硅基薄膜太阳电池窗口材料的研究进展

综述了硅基薄膜太阳电池窗口材料的发展及应用现状,比较分析了几种常用窗口材料的光电性能,并讨论了掺杂剂的影响.最后展望了太阳电池窗口材料的研究和发展趋势.