染料敏化太阳能电池的TiO_2光阳极研究进展

综述了染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSC)的TiO2光阳极的研究现状及存在的问题,分析探讨了改进和提高DSSC电池性能的方法和途径,并对其发展趋势进行了展望。     

柔性TiO_2光阳极的制备及其应用

将TiO2纳米布状结构转移到柔性ITO/PEN衬底上,TiO2纳米布状结构与ITO/PEN衬底之间通过添加透明导电胶连接起来,在120℃处理20min。进行SEM,UV-vis测试,并且将光阳极组装成染料敏化太阳能电池。结果表明:添加了透明导电胶,可以极大增加光电转化效率。     

碳球模板剂对TiO2光阳极微结构及其光电性能影响研究

以葡萄糖为原料水热合成碳球作为模板剂,将其与TiO2纳米晶共混制备纳米多孔TiO2光阳极。采用场发射电子扫描电镜(SEM)、台阶仪、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等对TiO2薄膜的表面形貌、厚度和散射能力进行表征。研究发现,随着碳球含量的增加,光阳极单位体积内的表面积先增加后减小;薄膜对光的散射能力也呈现同样趋势。采用所制备的光阳极组装染料敏化太阳能电池,性能测试结果表明,随着碳球含量的增加,电池短路电流密度先增加,后减小。当碳球加入量为TiO2纳米晶质量的3%时,电池光电转换效率达到最佳为5.15%。     

ZnO调制改性染料敏化太阳能电池TiO2光阳极研究

采用丝网印刷的方式制备了染料敏化太阳能电池的TiO2薄膜光阳极、TiO2-ZnO复合薄膜光阳极以及TiO2/ZnO双层薄膜光阳极,研究了ZnO对TiO2薄膜光阳极的调制改性作用。研究结果表明分别以醋酸锌和ZnO直接掺杂制备的TiO2-ZnO复合薄膜光阳极同未掺杂的TiO2薄膜光阳极相比,以醋酸锌为原料制备的复合薄膜光阳极使电池转换效率提高了1倍,而由于微米量级的ZnO的粒径大,用其作原料制得的复合薄膜光阳极反而使电池的转换效率有所降低。以醋酸锌为原料制备的TiO2/ZnO双层薄膜光阳极同TiO2薄膜光阳极相比,电池转换效率提高了13倍,通过性能优化后电池的转换效率达到4.7%。     

染料敏化TiO2纳米晶多孔膜太阳能电池

对染料敏化TiO2纳米晶多孔膜太阳能电池的结构、原理进行了介绍,对电池中电荷分离、复合的机制和原因进行了说明。分析了TiO2薄膜、染料敏化和支持电解质对电池性能的影响。提出了提高电池效率的主要途径。     

染料敏化太阳能电池及TiO2基光阳极的研究进展

随着人们对于能源需求量的增加,染料敏化太阳能电池作为一种清洁的能量收集装置得到广泛研究。染料敏化太阳能电池是通过染料来获得光电子,利用自身的氧化还原产生电流,但由于光阳极材料的比表面积和电子传输速率提升困难等因素,在实际应用中受到限制。总结了染料敏化太阳能电池的结构和工作原理和研究进展,对它们的优缺点进行分析,提出染料敏化太阳能电池发展中存在的问题和挑战,并对染料敏化太阳能电池光阳极的趋势进行了展望。     

基于介孔TiO2/石墨烯修饰的TiO2纳米线光阳极的染料敏化太阳能电池

本工作制作了基于介孔TiO₂/石墨烯修饰的TiO₂纳米线光阳极的染料敏化太阳能电池,并进行表征。光阳极结合了介孔TiO₂的高染料吸附率,TiO₂纳米线的高载流子传导率和石墨烯的高电子收获能力等优点,使器件光电转换效率有了很大的提高。制作出的染料敏化太阳能电池光电转换效率高达7.58%,比纯纳米线制作的电池约提高了1.5倍,在拥有相似一维结构的染料敏化太阳能电池中具有较大优势。     

碳球修饰TiO2阳极薄膜对染料敏化太阳能电池性能的影响

为了提高电池的光电转化性能,将不同量的碳球加到二氧化钛糊中,经550℃高温退火30min到50min后制备了高比表面积的纳米二氧化钛薄膜阳极,该二氧化钛薄膜阳极经XRD、BET、HR-TEM、XPS表征,并进行了电化学实验,结果证明被1.0%碳球修饰的薄膜阳极由于具有较高的比表面积而吸收了较多的染料并获得4.17%的光电转化效率。     

大小颗粒混和的纳晶多孔TiO2薄膜电极的制备及其性能研究

把大小颗粒的纳晶TiO2进行混合,制备了纳晶多孔TiO2薄膜电极并应用于染料敏化太阳能电池中.研究表明,混合一定量的大颗粒纳晶,改善了纳晶多孔TiO2薄膜对染料的吸附量和薄膜电极对光的散射性能,提高了光电输出,在100mW/cm2光照条件下,染料敏化太阳能电池的光电转换效率达到5.66%.     

染料敏化太阳能电池光阳极TiO2薄膜的研究进展

在概述染料敏化太阳能电池工作原理基础上,着重分析电池光阳极TiO2薄膜的特性,并指出该薄膜在电池中所起的作用:负载染料、收集光生电子、分离电荷和传输光生电子;继而从表面修饰、离子掺杂、量子点敏化、制备复合薄膜、设计微观有序空间结构、设计核壳结构以及多手段共改性等方面对TiO2薄膜改性手段进行综述,并详细分析改性手段优化染料敏化太阳能电池性能的原因;最后,提出应把优化光阳极TiO2薄膜制备工艺及探讨薄膜接触面工作机理等作为今后的研究重点。     

染料敏化太阳能电池的研究进展

综述了近年来关于染料敏化太阳能电池制备的研究状况,详细介绍了国内外关于二氧化钛薄膜、反电极、染料和电解质的设计思路及制备情况,并讨论了制备方法对太阳能电池性能的影响.     

染料敏化太阳电池中铂金对电极的制备及性能之比较

分别采用了3种不同的方法制备了用于染料敏化TiO2太阳电池的铂金对电极，并分别以此3种铂金对电极组装染料敏化太阳电池，对比、分析和探讨了它们对光电转化性能的影响。结果表明：采用纳米粒子电沉积法与电化学电镀法制备的铂金对电极，具有较高的催化活性，以这两种方法制备的铂金对电极组装的DSSCs获得较好的光电转化性能，电池的光电转化效率分别为6．40％和6．63％，且采用纳米粒子电沉积法制备的铂金对电极铂金含量较低；而采用热分解法制备的铂金对电极来组装的DSSCs获得的光电性能相对较低，电池效率为5．58％。     

柔性染料敏化太阳能电池TiO2薄膜的低温制备技术

简要介绍了柔性染料敏化太阳能电池的特点,综述了柔性染料敏化太阳能电池中TiO2纳米晶半导体薄膜光电极的低温制备技术.     

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.     

染料敏化太阳能电池阻挡层的制备及其性能研究

采用电子束蒸发法在光阳极导电玻璃基底上制备了一层致密的TiO2薄膜,并在氧氛围下进行不同温度的退火处理。以此TiO2薄膜为阻挡层来阻止电解质溶液中I3-与导电玻璃基底上光生电子的复合。分别利用X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）对此薄膜的结构和成分进行表征。制备不同厚度的TiO2阻挡层薄膜并研究其对电池光电性能的影响。实验结果表明,阻挡层的引入有效地抑制了暗反应的发生,提高了染料敏化太阳能电池（DSSC）的开路电压、短路电流和光电转换效率,比未引入阻挡层的DSSC的光电转换效率提高了31.5%。     

TiO2 coated urchin-like SnO2 microspheres for efficient dye-sensitized solar cells

Urchin-like SnO2 microspheres have been grown for use as photoanodes in dye-sensitized solar cells （DSSCs）. We observed that a thin layer coating of TiO2 on urchin-like SnO2 microsphere photoanodes greatly enhanced dye loading capability and light scattering ability, and achieved comparable solar cell per- formance even at half the thickness of a typical nanocrystalline TiO2 photoanode. In addition, this photoanode only required attaching -55% of the amount of dye for efficient light harvesting compared to one based on nanocrystalline TiO2. Longer decay of transient photovoltage and higher charge recombination resistance evidenced from electrochemical impedance spectroscopy of the devices based on TiO2 coated urchin-like SnO2 revealed slower recombination rates of electrons as a result of the thin blocking layer of TiO2 coated on urchin- like SnO2. TiO2 coated urchin-like SnO2 showed the highest value （76.1 ms） of electron lifetime （＇r） compared to 2.4 ms for bare urchin-like SnO2 and 14.9 ms for nanocrystalline TiO2. TiO2 coated SnO2 showed greatly enhanced open circuit voltage （Voc）, short-circuit current density （Jsc） and fill factor （FF） leading to a four-fold increase in efficiency increase compared to bare SnO2. Although TiO2 coated urchin-like SnO2 showed slightly lower cell efficiency than nanocrystalline TiO2, it only used a half thickness of photoanode and saved -45% of the amount of dye for efficient light harvesting compared to normal nanocrystalline TiO2.     

介孔TiO2微球水热法合成及在染料敏化太阳能电池中的应用

以Ti(SO4)2为钛源,采用尿素辅助水热法合成了介孔TiO2微球,利用XRD、FESEM和比表面积分析仪对样品的晶型、形貌和比表面积进行分析,探讨了尿素加入量对TiO2微球的颗粒尺寸、比表面积、孔径和孔容的影响。采用刮涂法,用所合成的介孔TiO2微球制备了染料敏化太阳能电池(DSSC)的光阳极,结果表明,尿素用量为1.2g合成的介孔TiO2微球所组装的电池在模拟太阳光的照射下(100mW/cm2,AM1.5),光电转换效率为6.2%,明显高于商用P25纳晶所组装的电池光电转换效率(4.24%)。     

染料敏化太阳电池新型介孔碳对电极的制备及性能研究

以三嵌段共聚物F127为模板剂制备介孔碳,并用N2吸附和透射电子显微镜对介孔碳样品进行分析.所制备介孔碳材料的孔呈无序蠕虫状,平均孔径为6.8nm,比表面积为400m2/g.用介孔碳作为I(-)/I(-)3氧化还原反应的催化剂制备染料敏化太阳电池对电极,用电化学阻抗谱对介孔碳电极的催化活性进行了分析.介孔碳电极对I(-...     

TiO2介孔薄膜电阻对染料敏化太阳能电池光电转换性能的影响

TiO2介孔薄膜的电阻可能是影响染料敏化太阳能电池光电转化效率的主要因素之一.设计了一种可用于测试TiO2介孔薄膜电阻的方法,研究了2种不同电阻值的TiO2介孔薄膜的电阻变化规律和2种TiO2介孔薄膜组装的染料敏化太阳能电池(DSC)的光电转换性能.结果显示,采用低电阻的TiO2薄膜光电极有利于DSC光电转换效率的提高.