染料敏化太阳能电池对电极的研究进展

简要说明了染料敏化太阳能电池中对电极的作用,指出对电极是染料敏化太阳能电池的重要研究方向。详细介绍了各类对电极的特点和制备工艺,通过对比发现,铂对电极性能最好,但高成本限制了它的应用;价格低廉、性能较高的碳和聚合物对电极的发展前景广阔。最后论述了对电极的发展方向和国内外的研究现状。     

PEDOT基对电极染料敏化太阳能电池研究进展

染料敏化太阳能电池(DSSC)是新型太阳能电池的研究热点之一,其优异的弱光发电性能被不断探索,同时透明及柔性DSSC在可穿戴设备上的应用也与日俱增。DSSC的循环依靠对电极的作用才能及时高效地完成,因此对电极材料的选择尤为关键。近几年研究者们对对电极材料的研究不断深入,其中可作为DSSC对电极材料使用的高分子导电聚合物聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)因其高导电性、对电解质的催化能力、透明性和柔性等特点受到广泛关注。以含PEDOT或掺杂PEDOT对电极的DSSC为对象,阐述了PEDOT对电极的制备方法,并总结了近几年PEDOT作为DSSC对电极的研究进展。在此基础上,提出未来在电池效率突破研究中应以原位聚合法制备PEDOT对电极为主,以及在大规模工业化生产中应以物理涂覆法为主的观点,为PEDOT对电极DSSC的研究提供依据。     

染料敏化太阳能电池用过渡金属化合物对电极的研究进展

由于成本低、制作工艺简单、光电转换效率高, 染料敏化太阳能电池被认为是传统太阳能电池最有力的竞争者之一。染料敏化太阳能电池常用的对电极是Pt电极, Pt价格高, 储量少, 因此寻找一种价格便宜且催化性能较好的材料代替Pt制备对电极是目前的研究热点。过渡金属化合物品种多、制备过程简单、价格低且催化性能好, 近年来受到人们的广泛关注, 是代替Pt制备染料敏化太阳能电池对电极最好的材料之一。本文综述了染料敏化太阳能电池过渡金属化合物对电极的研究现状, 对过渡金属化合物对电极的性能特点及今后研究的重点进行了分析。     

染料敏化太阳能电池中纯铂对电极的研究进展

作为染料敏化太阳能电池的重要组成部分,对电极的催化性能和价格直接关系到电池的光电转换效率和成本。作为对电极的催化材料,导电聚合物、碳材料和无机化合物等材料虽成本低廉,但其催化性能仍不及金属铂。因此,重点综述了近年来染料敏化太阳能电池纯铂对电极的研究状况,并指出了纯铂对电极中有待解决的问题及今后的发展方向,同时还介绍了染料敏化太阳能电池的工作原理和对电极的作用。     

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.     

不同炭材料对电极对染料敏化太阳能电池性能的影响

分别以石墨/活性炭/炭黑/碳纳米管为原料,采用丝网印刷技术制备染料敏化太阳能电池(DSSC)的对电极。分析比较了各原料的孔结构、比表面积及各原料制膜的方块电阻对组装电池性能的影响。结果表明,对于制备DSSC对电极的原料而言,孔尺寸要有一定的分布范围,孔形状要求口径大于或至少等于体径;比表面积并非越大越好,还应考虑其内部孔结构;制膜的方块电阻并非是影响电池性能的决定性因素。另外,原料的颗粒形状及排布方式也影响电池的性能。笔者以比表面积31.163 m.2g-1、方块电阻12.5Ω/□的碳纳米管所制碳膜组装的电池性能最佳,光电转化效率达5.87%。     

染料敏化太阳能电池过渡金属化合物对电极制备方法研究进展

染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells, DSSCs)作为制作工艺简易, 成本低廉, 环境友好的新型太阳能电池, 其发展一直备受关注。对电极作为DSSC的核心部件之一, 其制备工艺会直接影响到DSSC的发展和应用。以低成本高性能的催化材料代替传统的贵金属Pt对电极是降低DSSC生产成本的有效途径之一。具有类Pt催化性能的过渡金属化合物(TMCs)由于种类繁多, 制备方式简单多样, 近年来成为DSSC对电极研究中的热点。本文综述了DSSC过渡金属化合物对电极的最新研究进展, 总结概括了过渡金属化合物对电极的制备方法以及性能特点, 并对其发展方向和应用前景进行了分析。     

染料敏化太阳能电池新型对电极材料研究进展

染料敏化太阳能电池以其成本低廉、原材料丰富、制作工艺简单、理论转换效率高、对环境无污染等优势而备受人们关注,并在工业化生产中逐渐得到推广和应用。虽然人们在物理和化学方面对其进行了大量的研究,但其转换效率并没有得到明显的提高。对电极作为染料敏化太阳能电池的重要组成部分,其材料的性能直接影响着染料敏化太阳能电池的转换效率。为此,不少科研工作者提出了一个通过优化对电极材料自身结构来提高整个染料敏化太阳能电池光电性能的议题。着重综述了近几年对电极材料自身结构优化方面具有代表性的研究成果。     

染料敏化太阳能电池柔性对电极的研究进展

从柔性基体的选择,高聚物基底铂对电极的低温制备方法,金属基底铂对电极以及其它催化材料柔性对电极等几个方面介绍了染料敏化太阳能电池柔性对电极的研究现状,重点评述了高聚物基底铂对电极的低温制备技术,如磁控溅射真空镀铂、化学镀铂、电化学镀铂、雕版印刷、旋转涂布等,并就柔性对电极的未来发展方向进行了展望.     

染料敏化太阳能电池研究进展

介绍了染料敏化太阳能电池(DSSC)的基本结构、工作原理和影响其光电转换效率的关键材料,如阳极材料、染料、电解质、阴极材料;综述了各组成部分的研究现状和发展趋势.对于DSSC的研究,有序半导体氧化物薄膜的进一步优化,全吸收染料的合成以及高效准固态或固态电解质的应用,对提高电池的整体性能具有重要的意义.此外,还评述了近年来DSSC所面对的问题,展望了其工业化进程.     

染料敏化纳晶薄膜太阳电池对电极的研究进展

研究了染料敏化纳晶薄膜太阳电池由于价格低、性能好而备受关注，对电极作为染料敏化纳晶薄膜太阳电池的重要组成部分，其性能对电池性能有很大影响。综述了目前对电极的研究进展，重点分析了对镀铂电极、碳电极的研究进展，并简要介绍了导电聚合物电极和柔性对电极在染料敏化纳晶薄膜太阳电池中的应用。     

低温制备介孔碳对电极构建的染料敏化太阳电池优化研究

以高比表面积的介孔碳为催化层材料通过低温烧结构建出对电极, 着重优化了其组装的染料敏化太阳电池(DSC)的整体结构和性能. 结果表明: 在碳浆料中添加Triton X100能改善碳颗粒之间以及碳催化层与衬底之间的接触界面, 促使DSC的转换效率从4.50%提升到4.82%, 增幅为7.1%. 随TiO₂薄膜厚度增加, DSC的转换效率先急剧增加, 随后趋于缓和, 其变化趋势是染料吸附量与电子传输路径相互竞争的结果. 在电解质中添加磷酸三丁酯能减小电解质电阻, 促使DSC的转换效率从3.59%提升到4.42%, 增幅为23.1%. 优化后, 介孔碳对电极DSC的转换效率达到4.82%.     

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%.     

碳材料在太阳能电池对电极中的研究进展

简要说明了太阳能电池对电极的作用,并阐述了铂对电极、镍对电极、聚合物对电极和氧化铜对电极目前的发展状况.碳材料具有良好的导电性能和催化性能,具有制备太阳能电池对电极的基本性质.详细论述了碳材料对电板的制备工艺及其性能参数,与其它对电极相比,碳材料制备的对电极导电性能好,光电转化率可达到铂电极的90%,优于其它材料制备的对电极,而且价格低廉,因此碳材料对电极具有广阔的发展前景.碳材料对电极是染料敏化太阳能电池的重要研究方向.     

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。