导电碳黑连接TiO2和染料分子提高染料敏化太阳能电池的光电性能

通常,染料敏化纳米太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs)使用纳米金属氧化物来作为光阳极,如纳米TiO2,作为N型半导体通过连接染料来建立光阳极的。在光阳极中金属氧化物连接染料使DSSC的吸收光谱扩展到可见光谱区。文章研究在光阳极中添加导电碳黑使其成为纳米TiO2和染料之间的纽带。实验中使用粉末涂敷法在透光率约90%导电玻璃上涂覆纳米TiO2层在450℃烧结30 min,自然冷却然后再浸在染料和碳黑的混合物中敏化制得光阳极。添加的导电碳黑起到催化剂的作用,有助于染料电子的激发和纳米TiO2导带的增加并且减小了复合阻抗。结果表明,添加0.05 g导电碳黑的DSSCs光电性能最佳。开路电压增加了约33.9%,短路电流密度从4.385 mA/cm2增加到7.637mA/cm2。