量子点敏化太阳能电池研究进展

半导体量子点(Quantum Dot,简称QD)因其具有多种优异的光电性能而在太阳能转换方面得到了广泛地应用。量子点敏化太阳能电池(Quantum Dot Sensitized Solar Cell,简称QDSC),因其工艺简单、制造成本低和理论光电转换效率高,被认为是极具发展潜力的新一代太阳能电池。本文介绍了QDSC的基本结构和工作原理、QDSC的转换效率及影响因素、QDSC的研究进展等。另外,我们还对量子点敏化太阳能电池的发展进行了展望。     

染料敏化太阳能电池对电极的研究进展

综述了近年来染料敏化太阳能电池对电极的种类、特点及制作方法的研究进展情况,对不同种类对电极的制备方法及其优缺点进行了比较,指出了贵金属类对电极的不足,同时也给出了非金属类对电极的优势.最后提出,大力开展非金属类低价高效的对电极研究是今后染料敏化太阳能电池课题研究的一个重要方向,并对染料敏化太阳能电池的前景进行了展望.     

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。     

量子点敏化太阳能电池研究进展中出现的问题及其解决方案

量子点敏化太阳能电池发展至今,其效率已经突破了5%,但是与染料敏化电池12%的效率相比还是存在着较大的距离,从电荷复合、量子点的光捕获、光阳极的结构、电解质和对电极5个方面分析了量子点敏化电池效率低下的原因,以及针对以上5个方面目前量子点敏化电池的研究所采取的改进措施。     

量子点敏化太阳能电池研究进展

综述了量子点敏化太阳能电池的结构、工作原理和量子点敏化剂的特性,并根据量子点敏化剂的组成进行分类,分别介绍了近期研究进展.量子点敏化剂的结构以及宽带隙材料的纳米结构对太阳能电池的性能都有影响,若制备的敏化剂粒径呈梯度分布,则可充分发挥量子点敏化剂的宽吸收特性;量子点和垂直生长在导电衬底上的一维纳米线或纳米管阵列相结合,光生电子直接传输到电极,能有效提高量子点敏化太阳能电池的效率.最后,结合现存问题提出了今后的研究方向.     

CuInS2量子点的制备及其敏化太阳能电池研究进展

综述了近年来国内外CuInS2量子点的合成方法以及CuInS2敏化太阳能电池的研究进展。采用绿色环保的溶剂油相合成CuInS2量子点是目前常用的制备方法,合成的量子点尺寸可调、尺度均匀。利用量子点溶液"非原位"和前驱体溶液"原位"法非真空条件制备CuInS2敏化光阳极,通过改善量子点与氧化物半导体界面的特性实现电池性能的改善。最后,结合现有问题提出了CuInS2敏化太阳能电池今后的研究方向。     

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。     

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。     

TiO2纳米管的制备及应用研究进展

TiO2纳米管由于其表面积大、吸附能力强和电子迁移率高等特点而在光催化、太阳能电池、锂电池和传感器等领域中展现出巨大的应用潜力.综述了TiO2纳米管常用的几种制备方法,以及TiO2纳米管在相关应用领域中的最新研究进展.     

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。     

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。     

染料敏化太阳能电池无FTO煤基炭对电极的研究

分别以气煤、焦煤、瘦煤为原料制备了低成本、高性能煤基炭对电极(counter electrodes, CEs), 并使用煤基炭CE同时代替导电玻璃基底和催化层, 分别考察了浸渍和表面修饰对煤基炭CE结构和光电性能的影响。采用X射线衍射、扫描电镜和电化学阻抗谱等表征手段, 对煤基炭CE的结构和性能进行了表征。结果表明: 浸渍后煤基炭CE形成了底层致密表层多孔的一体化结构; 经过表面修饰的煤基炭CE表现出良好的光电性能, 其开路电压(V_oc)、短路电流密度(J_sc)和填充因子(FF)分别为0.79 V、13.48 mA/cm²和0.67, 光电转化效率(η)达到了7.16%, 与传统Pt电极的效率相当, 比石墨电极效率提高30%。煤基炭CE是传统Pt/FTO电极的良好替代材料。     

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.     

纤维状纸炭对电极构造的准固态染料敏化太阳电池

将三种纸张(复印纸、滤纸和面巾纸)为原料经单步热解获得的纸炭作为对电极的催化材料引入准固态染料敏化太阳电池(QDSCs), 考查了纸炭的催化活性和相应器件的光电性能。结果表明: 三种纸炭均由径向尺寸约为10 μm的碳纤维堆砌而成, 具有低的结晶度和发达的孔隙, 因此相比石墨均能获得更佳的催化活性和更高效率的QDSCs。在三种纸炭中, 由复印纸获得的纸炭所含的碳纤维表面具有独特的细小鳞片结构, 使其拥有最高的比表面积和最优的催化活性。纸炭在QDSCs中既能提供催化活性点, 又能改善电解质的离子导电率, 因此获得高于铂对电极组装的QDSCs的短路电流和开路电压, 弥补了催化活性和填充因子的不足, 最终具有与后者相比拟的光电转换效率。     

Recent Progress of Counter Electrodes in Nanocrystalline Dye-sensitized Solar Cells

Dye-sensitized solar cell （DSC） consists a combination of several different materials： photoanodes with nanoparticulated semiconductors, sensitizers, electrolytes and counter electrodes （CEs）. Each materials performs specific task for the conversion of solar energy into electricity. The main function of CE is to transfer electrons to the redox electrolyte and regenerate iodide ion. The work of CE is mainly focused on the studies of the kinetic performance and stability of the traditional CEs to improve the overall efficiency of DSC, seeking novel design concepts or new materials. In this review, the development and research progress of different CE materials and their electrochemical performance, and the problems are discussed.