准固态电解质在染料敏化太阳电池中的应用和发展

染料敏化太阳电池（DSCs,dye-sensitized solar cells）近年已经成为一个研究热点。而电解质对电池的效率和稳定性起着重要的作用。目前常用的乙腈基液态电解质存在封装和泄漏的问题,尤其是在高温下。将准固态聚合物电解质应用到 DSCs 中可以有效解决应用液态电解质遇到的封装难稳定性差等问题,因而近年来,对准固态电解质的研究引起了广泛关注。本文综述了准固态电解质的研究进展,根据固化方式的不同将准固态电解质分为：有机小分子凝胶电解质、聚合物凝胶电解质和添加纳米粒子的凝胶电解质;讨论了每种准固态电解质的特点及存在的问题;最后对准固态电解质的发展进行展望。     

染料敏化太阳能电池中准固态聚合物电解质的研究进展

染料敏化太阳能电池（DSSC）制备工艺简单、制造成本低廉且转换效率高,是太阳能电池的重要发展方向,具有广泛的应用前景。目前,基于液态电解质的DSSC的光电转换效率最高已达到13%,但液态电解质封装困难、长期稳定性差等问题阻碍了其实际应用。近些年来,固态和准固态电解质引起了研究学者们的广泛关注。其中准固态聚合物电解质因具有较高的离子电导率、良好的电池界面接触和可加工性能,成为制备高性能DSSC的重要研究方向之一。根据特征、形成机制和电解质的物理状态,可将准固态聚合物电解质分为四大类：准固态热塑性聚合物电解质,准固态热固性聚合物电解质,准固态复合型聚合物电解质和准固态离子型聚合物电解质。本文分析了基于这几类准固态聚合物电解质的DSSC的性能参数,并对其存在的问题和未来的研究方向进行了探讨。     

准固态电解质的制备及在染料敏化太阳电池中的应用

以聚2-乙基-2-唑啉作为基体,1,4-丁内酯为有机溶剂制备准固态电解质并应用于染料敏化太阳电池(DSSC)。经过各个组成的优化,准固态电解质电导率(25℃)达到0.36mS·cm~(-1),DSSC的光电转换效率在100mW·cm~(-2)光强下达2.10%。通过在准固态电解质中加入添加剂4-叔丁基吡啶,DSSC的光电转换效率提高至2.57%。     

PVDF基准固态染料敏化太阳电池的研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为凝胶剂,分别将有机溶剂、离子液体电解质固化,并采用这两种体系的电解质分别封装成染料敏化太阳电池,测试了凝胶剂的加入量对太阳电池光电特性的影响,同时利用交流阻抗谱分析了聚合物的加入对抑制暗电流的作用。其中,有机溶剂电解质中PVDF的质量分数分别为5%、20%、25%;离子液体(甲基-丙基咪唑,MPII)电解质中PVDF的质量分数分别为0%、1%、10%。实验中制备的准固态小面积(0.25cm~2)封装电池光电转换效率均高于5.3%,PVDF含量为25%的有机溶剂型准固态电池的效率达到5.92%。此外,实验中还制备了密封的1cm~2的准固态电解质电池,并获得了6.26%的效率,此时对应的J_(SC)=15.4mA/cm~2,V_(OC)=0.672V,FF=60.5%。     

染料敏化太阳电池中固体电解质研究进展

综述了染料敏化太阳能电池中固体电解质的发展。总结了3种主要的固体电解质，即P－型半导体，导电聚合物和空穴传输有机分子的制备，性能和机理研究。提出了存在的问题和解决设想。     

高分子电解质在染料敏化太阳电池中的应用

用高分子电解质代替液态电解质是解决电解质密封问题的有效途径。本文就高分子电解质,包括可用作空穴传导材料的导电高分子、高分子凝胶电解质及高分子固态电解质的研究进展及存在的问题进行了综述,并就今后的发展进行了分析。     

准固态染料敏化太阳电池的制备与性能研究

以AS树脂作为聚合物凝胶电解质基体,乙腈和四氢呋喃作为混合有机溶剂制备准固态染料敏化太阳电池.经过各个组成的优化,聚合物凝胶电解质电导率(30℃)达到5.11mS·cm-1,准固态染料敏化太阳电池的光电转换效率在100mW·cm-2光强下达2.56%.通过在聚合物凝胶电解质中加入氮杂环类添加剂吡啶和1-甲基咪唑,准固态染料敏化太阳电池的光电转换效率在100mW·cm-2光强下分别提高到3.09%和3.00%.     

大面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的研制

介绍我所在大面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的详细设计思路和制作方法，并比较内部串联DSCs和内部并联DSCs在实用化制作和测试中的性能差异。介绍我所在大面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的最新研究成果。     

NiS基对电极染料敏化太阳电池性能的研究

分别以纳米氧化镍和镍盐为原料,合成硫化镍(NiS)纳米材料,将其掺入聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT-PSS)溶液中,作为对电极材料制备DSCs.研究不同对电极材料的染料敏化太阳电池的光电性能.结果表明,2种合成方法制备的电极材料,都可有效提升器件性能,其中水热法合成NiS制作的NiS/PEDOT...     

染料敏化太阳电池对电极的研究进展

染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells,DSSC)由于制备工艺简单、成本低、对环境友好等一系列优点,一直以来受到研究学者的高度重视.在针对染料敏化太阳电池的研究中,对电极的研究是一个重要研究方向.总结了当前针对染料敏化太阳电池对电极的研究内容,重点阐述了采用不同材料的对电极的研究现状,并...     

高分子量PEO基凝胶电解质在DSSC中导电性能的研究

选用4种高分子量的PEO((M)η=5×105、1×106、1.5×106、2×106)作为基质材料配制成凝胶电解质,并用于染料敏化太阳电池中.采用原子力显微镜(AFM)表征了PEO基凝胶电解质的表面形态结构.用DDS-llA型电导率仪测试了电解质的电导率,并且探讨了PEO的含量以及PEO的分子量与电解质电导率的关系.实验结果表明,随着PEO的含量与分子量的增加,凝胶电解质的电导率值呈非线性关系下降,PEO的分子量与电解质的电导率的关系满足类似Mark-Houwink方程.在光强1000W/m2条件下,采用线性扫描伏安法测试了组装电池的伏安特性曲线,电池的I-V曲线结果表明,分子量为5×105、1×106、1.5×106、2×106的PEO基凝胶电解质对应的电池的光电转化效率分别为4.12%、4.07%、4.17%和3.16%.     

一种聚合物/C60异质结有机太阳电池

用MEH-PPV为给体(空穴传输)、C60为受体(电子传输)首先制备了分层和体异质结结构的两种器件,器件结构为ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/C60/Al和ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV:C60/Al。之后又制备了结构为ITO/PE-DOT:PSS/MEH-PPV:C60/C60/Al的第3个器件。作者比较了这3种器件的光伏性质,发现器件3的短路电流密度(JSC)比器件1和器件2的分别增加了300%和150%,开路电压(VOC)分别增加了100%和20%。这主要是由于C60层增加了电子由受体传输到负电极的通道并增大了给体受体界面面积。另一原因是此C60层一定程度地阻挡了空穴从有机物向负极的传输,从而有效地改善了太阳电池的性能。     

染料敏化纳米薄膜太阳电池的新型对电极研究

研究了用金属基板和塑料薄膜制作的4种新型对电极和由这些对电极构成的染料敏化纳米薄膜太阳电池的性能。由不锈钢、镍片和导电聚合物膜为基材的对电极构成的太阳电池的光电转换效率近5％；不锈钢对电极可以通过降低内阻来改善大面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的光电转换效率。此外,测试了这些金属基板和塑料薄膜在电解质溶液中的耐腐蚀性和稳定性；考察了由不锈钢和导电聚合物膜对电极构成的染料敏化纳米薄膜太阳电池的长期性能稳定性,并提出了改善这些新型对电极的长期性能稳定性的途径。     

染料敏化纳米TiO2薄膜太阳电池测试

从染料敏化纳米薄膜太阳电池(以下简称DSCs)结构和原理出发,探讨DSCs与常规硅太阳电池在测试上的区别。讨论了不同光源光谱条件、光强、数据采集速率以及环境温度对DSCs光伏性能测试的影响,获得准确测试DSCs光伏性能的方法和技术。     

基于T-VGG的太阳电池片缺陷检测

针对太阳电池片EL图像,提出一种融合注意力机制和Ghost卷积层并引入批标准化的T-VGG轻量级卷积神经网络模型。首先使用Ghost卷积层替换常规卷积层,其次引入注意力机制和批规范化,进而实现对电池片缺陷的高精高速检测。实验结果表明,该卷积神经网络模型对缺陷的检测准确率为99.15%,对缺陷类型的检测准确率为96.28%,检测时间为0.032 s/张,在保证高精高效性的同时兼具通用性。     

染料敏化太阳电池中电子传输性能

通过检测染料敏化TiO2纳米晶太阳电池中TiO2膜厚度和入射光的强度对电池光电转换性能的影响来研究电池中电子的传输性能。结果表明：TiO2膜厚度和入射光强度对电池性能有很大的影响。当TiO2膜厚度增大时，电池的短路电流(Isc)加大，而填充因子(ff)下降，开路电压(Voc)先上升后下降，电池的单色光光电转化效率(IPCE)增大；当光强度加大时，电池的短路电流和开路电压均增加，但是电池的填充因子降低。并用UV-Vis等手段表征了染料RuL2(SCN)2。