阻挡层薄膜对染料敏化太阳能电池光电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同浓度的TiO2溶胶,通过旋转涂覆法在光阳极导电玻璃基底上制备了阻挡层薄膜,以此来阻止导电玻璃基底上光生电子与电解液中I-3的复合,提高了染料敏化太阳能电池(DSSC,dye-sensitized solar cells)的光电转换效率.研究了不同TiO2溶胶浓度及阻挡层厚度对DSSC光电性能的影响.结果表明,由于阻挡层的引入有效地提高了DSSC的光电性能,最高光电转换效率达到了5.30%,比无阻挡层的DSSC的光电转换效率提高了大约27%.     

染料敏化太阳能电池光阳极的研究进展

染料敏化太阳能电池(DSSC)具有成本低、质量轻、来源广等优点,是现有硅太阳能电池的替代品之一,应用前景广阔。DSSC制备的关键在于基材及与之相关的光阳极材料的制备。综述了光阳极近年的发展情况,详细分析了离子掺杂、基于微观结构改性的复合结构、表面处理和替代二氧化钛光阳极。水热法、电沉积法是目前制备高效光阳极的主要方法。最后对光阳极的研究方向进行了总结,并展望了未来染料敏化太阳能的发展趋势。     

一维二氧化钛光阳极的制备及在染料敏化太阳能电池中的应用综述

二氧化钛由于具有合适的禁带宽度、良好的光电性能、制作工艺简单等特点,目前广泛应用于染料敏化太阳能电池中。其中,大部分光阳极主要是由纳米颗粒组成,但纳米颗粒不利于电子和空穴的分离及传输、染料敏化太阳能电池的光电转化效率的提升。因此,可采用一维纳米结构光阳极替换纳米颗粒,这有利于提升染料敏化太阳能电池的光电转化效率。一维纳米材料具有较少的晶界,可为电荷提供通道、加速电子的传输,且能有效减少空穴/电子的复合,减少电子与染料的复合,从而提高效率。同时一维二氧化钛其较大的比表面积,不仅有利于染料吸附量增加,而且能有效提高电流密度。综述了几种一维二氧化钛制备方法的最新研究进展,分析了不同制备方法对二氧化钛光阳极的能带结构、光吸收特性、染料吸附量和电子传输过程的影响,介绍了近几年一维二氧化钛在染料敏化太阳能中的应用。最后,对一维二氧化钛在染料敏化太阳能电池中的应用进行了展望。     

染料敏化太阳能电池的研究与发展现状

介绍了染料敏化太阳能电池的基本结构和工作原理.结合实验室的研究工作,概述了影响电池光电转换效率的关键材料--光阳极、染料、电解质和对电极的研究现状和发展趋势以及电池放大和模块集成方面的最新进展.     

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。     

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.     

用背反射提高染料敏化太阳能电池光电转换效率的研究

当光射入染料敏化太阳能电池(DSCs)时,有部分光不能被染料、电解液、导电玻璃等吸收,这部分光将透过电池而未被利用,本研究利用普通镀铝玻璃镜做为背底,将这部分透射光通过背反射重新射入电池来提高DSCs的光电转换效率.研究结果表明,背反射能大幅度提高DSCs的短路电流,短路电流的增加率随着测试遮光罩开孔尺寸的增加而增加,并且随纳米TiO2薄膜厚度的增加而降低.     

柔性染料敏化太阳能电池光阳极的制备研究新进展与展望

柔性染料敏化太阳能电池在工业卷对卷生产中,生产率高,成本低,吸引了大批研究工作者的关注。简要介绍了柔性染料敏化太阳能电池的特点,重点介绍了柔性衬底的选择及柔性光阳极的制备方法。光阳极作为柔性染料敏化太阳能电池的重要组成部分,是电子激发和收集的区域,其性能决定了柔性染料敏化太阳能电池的性能。柔性染料敏化太阳能电池的光阳极的制备主要基于导电塑料薄膜和金属片,其具有可携带性、柔性、小尺寸与质量轻等特点。导电塑料薄膜衬底必须采用低温制备技术,如加压法、电泳沉积法、化学烧结法、微波辐照、紫外辐照、激光烧结和原子层沉积法等方法。而金属衬底则可采用传统的高温制备技术。     

染料敏化太阳能电池的研究进展

染料敏化太阳能电池(DSSC)由于价格低廉、制备工艺简单、理论光电转化效率高等优点,成为极具研发潜力的太阳能电池之一。介绍了染料敏化太阳能电池的结构和工作原理,综述了各组成部分染料敏化剂、光阳极、电解质和对电极的研究进展,分析探讨了改进和提高DSSC性能的方法和途径,并展望了其未来的发展趋势。     

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%。     

染料敏化太阳电池用一维纳米结构氧化物光阳极薄膜的研究进展

染料敏化太阳能电池(DSC)由于其工艺简单、成本低廉、理论光电转换效率高,逐渐成为硅基太阳能电池的有力竞争者.DSC电池的光阳极主要起到对染料分子中激发出来的电子进行传导的作用,其光阳极薄膜大多数是由氧化物纳米晶制备的.氧化物纳米晶存在大量界面电阻,导致能量势垒,从而使染料分子中光生电子-空穴对不能有效分离,制约了DSC电池光电转换效率的提高.而高长径比的一维氧化物纳米光阳极薄膜有望降低界面电阻,促进电子-空穴对的有效分离,将是DSC电池光阳极材料开发的重要发展方向.详细论述了染料敏化太阳电池用一维纳米氧化物光阳极薄膜的研究进展.     

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。     

纳米TiO2多孔膜的微结构对染料敏化纳米晶太阳能电池性能的影响

介绍了TiO2多孔膜的微结构对薄膜电极染料吸附量、薄膜电极采光效率、界面电子复合及电子输运的影响,对微结构中各因素与三者的关系进行了详细的分析讨论,并论述了当前研究中存在的问题及发展趋势.     

锂掺杂二氧化钛致密层对染料敏化太阳电池性能的影响

利用脉冲激光沉积(PLD), 在纳米多孔二氧化钛层(np-TiO₂)与透明导电玻璃之间分别沉积了二氧化钛致密层(d-TiO₂)和掺锂二氧化钛致密层(d-Li-TiO₂), XRD衍射结果显示该致密层具有锐钛矿结构. 电池开路电压随时间的衰减实验结果表明, 该结构可以有效减慢开路电压的衰减, 抑制透明导电玻璃上的电子向电解质逆向传输并进行电子复合的几率; 同时, 掺入锂后, 致密TiO₂层(d-TiO₂)能带宽度变窄, 降低了np-TiO₂层与透明导电玻璃之间的界面电阻, 使得np-TiO₂层导带上的光生电子更容易地向透明导电玻璃传输, 进而使得具有d-Li-TiO₂层的染料敏化太阳电池比无致密层的染料敏化太阳电池光电转换效率提高了42%.     

CaCO3/TiO2 Nanoparticles Based Dye Sensitized Solar Cell

In this communication,the synthesis and structural,morphological,optical,and photo-electrochemical properties of TiO_2 and CaCO_3/TiO_2 nanoparticles as well as their applications in dye sensitized solar cells(DSSCs),have been reported.In an X-ray diffraction pattern of CaCO_3/TiO_2 nanoparticles,the peak at 29.41°of CaCO_3 has been detected,demonstrating its coating on the surface of TiO_2,which is further verified using high resolution-transmission electron microscopy,energy dispersive X-ray spectroscopy and Fourier transform infrared spectroscopy.The strong quenching in photoluminescence emission,in the case of CaCO_3/TiO_2nanoparticles,has been attributed to the decrease in recombination rate of photo-generated electron—hole pairs.In the case of UV—visible reflectance spectra,the absorption edge for CaCO_3/TiO_2 nanoparticles has slightly been found to be blue-shifted as compared to bare TiO_2 nanoparticles,which corresponds to an increase in energy band gap of the former.The dye desorption studies reveal that CaCO_3/TiO_2 electrodes adsorbed more dye than the bare TiO_2 electrode.CaCO_3/TiO_2 based DSSC show improved photoelectrochemical properties compared to the bare TiO_2 based DSSC as CaCO_3 coating on TiO_2 forms an energy barrier,and,consequently suppressing the charge recombination,and,thus,improving the overall energy conversion efficiency(η) from 0.46%to 1.44%under the illumination of simulated light of 100 mW/cm~2.     

有机染料共敏化太阳能电池研究进展

近年来,染料敏化太阳能电池由于低成本、高效率而备受人们关注。共同敏化太阳能电池是利用多种染料共同敏化光阳极的新一类染料敏化太阳能电池。共敏化太阳能电池显示出了较单一染料敏化太阳能电池更好的效率和稳定性,具有很好的应用前景。综述了近年来有机染料共同敏化太阳能电池在染料分子结构的设计、半导体的改良等方面所取得的研究进展。     

基于ZnO纳米片多级结构的柔性染料敏化太阳能电池的制备

采用水热合成法制备基于钛箔的ZnO纳米片薄膜, 采用化学浴沉积法在ZnO纳米片薄膜表面原位沉积ZnO纳米粒和微球, 制备了ZnO纳米片/纳米粒/微球复合结构薄膜, 并将膜组装成柔性染料敏化太阳能电池。研究了钛箔预处理方式、化学浴沉积工艺对ZnO薄膜和电池性能的影响。采用X射线衍射仪、透射电子显微镜和扫描电子显微镜对钛箔和ZnO薄膜的物相组成和形貌进行表征, 采用太阳光模拟器和数字源表测试了电池的J-V光电性能曲线, 通过电化学阻抗谱分析了电池内部电子传输情况。研究结果表明: 当钛箔基底采用酸抛光处理, 将所得ZnO纳米片膜用已经预热24 h的0.15 mol/L二水乙酸锌甲醇溶液改性5 h, 所得电池光电性能最好, 其短路电流密度、开路电压、填充因子和光电转化率分别为11.26 mA/cm², 0.67 V, 0.60和4.51%。     

合成介质对PEDOT催化染料敏化太阳电池光阴极性能的影响

采用聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)/FTO为对电极,研究了合成介质对循环伏安法电聚合制备的PEDOT/FTO对电极性能的影响。通过SEM、CV、EIS、Tafel曲线,并首次采用SECM方法对所制备的对电极的电催化性能进行了表征。结果表明:在LiClO4水溶液和1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐离子液体(IL)中制备的光阴极具有良好的电催化性能。J-V测试曲线表明,在LiClO4水溶液和IL中制备的光阴极所组装的DSSC器件的光电转化效率分别达6.4%和6.6%,接近于同等条件下以Pt对电极构建的DSSC器件的光电转化效率。     

ZnO/TiO2复合材料在染敏太阳能电池中的应用研究进展

ZnO/TiO2复合材料综合了TiO2光电转换效率较高和ZnO易于空间定向生长、形貌丰富、能量损耗较少等优点,可有效减少由于电子复合而产生的能量损耗,拓宽光吸收波长,增加光电子的利用率,并进一步提高染料敏化太阳能电池的光伏特性。系统介绍了ZnO/TiO2复合材料的导电原理,综述了近年来国内外关于ZnO/TiO2复合材料应用于染料敏化太阳能电池光阳极的研究进展,并分析了该材料研究的发展方向。