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木质素衍生碳基染料敏化太阳能电池的制备及其光伏性能
1
作者 柴化云 程文杰 +2 位作者 柴亚玲 万才超 吴义强 《林业工程学报》 北大核心 2025年第1期33-40,共8页
染料敏化太阳能电池(DSSCs)的对电极一般采用贵金属铂(Pt),但Pt在碘系电解液中易被腐蚀,导致DSSCs成本较高且稳定性不足,难以规模化生产。以可再生木质素为碳源制备高性能电催化剂作为Pt对电极的廉价替代品无疑是一种理想策略。以木质... 染料敏化太阳能电池(DSSCs)的对电极一般采用贵金属铂(Pt),但Pt在碘系电解液中易被腐蚀,导致DSSCs成本较高且稳定性不足,难以规模化生产。以可再生木质素为碳源制备高性能电催化剂作为Pt对电极的廉价替代品无疑是一种理想策略。以木质素为碳源、KOH为活化剂,通过一步热解法合成了多级多孔碳,并应用于DSSCs。通过扫描电镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪及全自动比表面积分析仪等方法研究了多孔碳的结构特征及孔隙特性,利用电化学工作站、太阳光模拟器、万用电表等设备评估了该衍生碳作为DSSCs对电极材料催化I-3还原的能力。结果表明,木质素衍生多孔碳材料具有优异的催化活性,比表面积高达530.54 m^(2)/g,总孔容为0.64 cm^(3)/g,且同时具有微孔、中孔和大孔。其器件短路电流密度、开路电压及光电转换效率分别达到了15.88 mA/cm^(2)、710 mV和7.27%,远高于活化前,甚至超过了Pt基电池,展现了其在DSSCs领域的应用潜力。综上所述,通过简单的共热解方法,KOH和木质素成功合成了多级多孔碳材料,其高比表面积和丰富的孔隙可实现电荷的快速转移,从而显著提升了电化学性能。因此,该多孔碳作为DSSCs对电极时,能显著提高器件的各个参数,并获得高于Pt基DSSCs的转换效率,表明木质素衍生碳具有作为Pt对电极廉价替代品的潜力。 展开更多
关键词 木质素 多级多孔碳 染料敏化太阳能电池 对电极 电化学性能
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TiO_(2)纳米晶空洞光阳极在染料敏化太阳能电池中的光电增效性能研究
2
作者 李振 乔伟强 于丽波 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期115-119,共5页
以含炭微球作为模板,制备了TiO_(2)纳米晶空洞光阳极用于染料敏化太阳能电池(DSSC),通过调整模板的添加量,实现了空洞数目在光阳极中的调控。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)分析了样品的形貌和结构。结... 以含炭微球作为模板,制备了TiO_(2)纳米晶空洞光阳极用于染料敏化太阳能电池(DSSC),通过调整模板的添加量,实现了空洞数目在光阳极中的调控。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)分析了样品的形貌和结构。结果表明:基于TiO_(2)纳米晶空洞的DSSC,在标准太阳光强度(100mW/cm^(2))辐照下,最佳的短路电流密度(J_(sc))可以达到18.31mA/cm^(2),开路电压(V_(oc))为0.701V,填充因子(FF)为0.578,电池效率(PCE)达到7.4%,相比基于TiO_(2)纳米晶的DSSC 4.4%的电池效率,提高了68.18%,其中J_(sc)的显著提高是电池效率提升的主要因素。光散射、电子寿命的分析表明,适当的空洞结构可以增加光阳极对可见光的散射作用,通过可见光在空洞结构中的多次反射使染料能被多次激发产生光生电子,从而提升了光捕获效率和电子寿命,最终实现了DSSC性能的提高。 展开更多
关键词 染料敏化太阳能电池 纳米晶空洞 光阳极 含碳微球
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基于铜钴硫化物的染料敏化太阳能电池光伏性能的研究
3
作者 田静 吴静 +2 位作者 马超群 潘闻景 张宇林 《电子器件》 CAS 2024年第3期870-876,共7页
对电极对染料敏化太阳能电池的性能有很大影响。开发了一种无铂、低成本的二元复合对电极。采用溶剂热法在导电玻璃上成功地制备铜钴硫化物(Cu-Co-S)对电极。以硫化铜对电极为基础,在实验过程中引入钴元素,通过SEM和TEM图像可以看出,钴... 对电极对染料敏化太阳能电池的性能有很大影响。开发了一种无铂、低成本的二元复合对电极。采用溶剂热法在导电玻璃上成功地制备铜钴硫化物(Cu-Co-S)对电极。以硫化铜对电极为基础,在实验过程中引入钴元素,通过SEM和TEM图像可以看出,钴元素的引入改变了纯硫化铜对电极单一的物理特性。与此同时,通过Tafel和EIS等电化学测试对铜钴硫化物对电极进行了电催化活性的测试,测试结果表明,钴离子的引入改变硫化铜对电极的晶体结构,同时也提高了对电极的电催化性能。在光电流密度-电压曲线图中可以看到,由硫化铜对电极和铜钴硫化物对电极分别制备的染料敏化太阳能电池的光电转换效率从4.6%提高到5.2%,而铂对电极的原始效率为5.3%,铜钴硫化物对电极的效率已经非常接近于铂电极,从某种程度来说,达到了可以替代铂的作用,故铜钴硫化物对电极有望成为染料敏化太阳能电池更优良的对电极材料。 展开更多
关键词 染料敏化太阳能电池 溶剂热 光电转换效率
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p-型和pn-型染料敏化太阳能电池 被引量：6
4
作者 史继富 徐刚 +1 位作者 苗蕾 徐雪青 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1287-1299,共13页
针对(1)p-型染料敏化太阳能电池(DSCs)存在的科学问题,即光阴极染料的吸附量偏低和电池内部的暗反应比较严重和(2)pn-型DSCs存在的光阳极和光阴极不匹配等问题,从电极、染料和电解质三个方面系统综述了p-型和pn-型DSCs的研究进展并分析... 针对(1)p-型染料敏化太阳能电池(DSCs)存在的科学问题,即光阴极染料的吸附量偏低和电池内部的暗反应比较严重和(2)pn-型DSCs存在的光阳极和光阴极不匹配等问题,从电极、染料和电解质三个方面系统综述了p-型和pn-型DSCs的研究进展并分析了问题可行的解决方案,最后对p-型和pn-型DSCs的发展前景进行了展望. 展开更多
关键词 p-型染料敏化太阳能电池 pn-型染料敏化太阳能电池 NIO 染料 电解质
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单晶二氧化钛纳米线的制备及其在柔性染料敏化太阳能电池中的应用 被引量：24
5
作者 肖尧明 吴季怀 +4 位作者 岳根田 林建明 黄妙良 范乐庆 兰章 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第3期578-584,共7页
采用强碱水热法制备单晶二氧化钛纳米线(SCTNW),在高压高温和强碱作用下,二氧化钛颗粒的(010)晶面被NaOH溶液侵蚀,生成钛酸钠(Na2Ti4O9);经过酸洗后,生成钛酸水合物(H2Ti4O9·H2O),钛酸水合物之间通过氢键连接成线状;烧结失水后,最... 采用强碱水热法制备单晶二氧化钛纳米线(SCTNW),在高压高温和强碱作用下,二氧化钛颗粒的(010)晶面被NaOH溶液侵蚀,生成钛酸钠(Na2Ti4O9);经过酸洗后,生成钛酸水合物(H2Ti4O9·H2O),钛酸水合物之间通过氢键连接成线状;烧结失水后,最终形成SCTNW.通过透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线能量散射谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段进行表征和测试,分析了SCTNW的形成过程,探讨了水热时间对SCTNW形成的影响;将获得的SCTNW共混在二氧化钛纳米颗粒的胶体中,采用刮涂法在柔性钛箔上制备了染料敏化太阳能电池(DSSC)光阳极,通过扫描电子显微镜(SEM)、交流阻抗谱(EIS)、紫外-可见(UV-Vis)分光光度计和电池光电性能等表征和测试,探讨了SCTNW的共混量对柔性DSSC光电性能的影响.实验结果表明:当共混7.5%(w)的SCTNW时,所制备的柔性DSSC在100mW·cm-2模拟太阳光照下,光电转换效率达到6.48%. 展开更多
关键词 柔性染料敏化太阳能电池 二氧化钛 纳米线 水热法 柔性光阳极
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染料敏化太阳能电池的研究与发展现状 被引量：29
6
作者 于哲勋 李冬梅 +4 位作者 秦达 孙惠成 张一多 罗艳红 孟庆波 《中国材料进展》 CAS CSCD 2009年第7期8-15,共8页
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。
关键词 染料敏化太阳能电池 光阳极 染料 电解质 光阴极 产业化
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染料敏化太阳能电池研究进展 被引量：16
7
作者 杨宏训 黄妙良 +3 位作者 韩鹏 姜奇伟 吴子豹 吴季怀 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期120-123,127,共5页
介绍了染料敏化太阳能电池(DSSC)的基本结构、工作原理和影响其光电转换效率的关键材料,如阳极材料、染料、电解质、阴极材料;综述了各组成部分的研究现状和发展趋势。对于DSSC的研究,有序半导体氧化物薄膜的进一步优化,全吸收染料的合... 介绍了染料敏化太阳能电池(DSSC)的基本结构、工作原理和影响其光电转换效率的关键材料,如阳极材料、染料、电解质、阴极材料;综述了各组成部分的研究现状和发展趋势。对于DSSC的研究,有序半导体氧化物薄膜的进一步优化,全吸收染料的合成以及高效准固态或固态电解质的应用,对提高电池的整体性能具有重要的意义。此外,还评述了近年来DSSC所面对的问题,展望了其工业化进程。 展开更多
关键词 染料敏化太阳能电池 氧化物薄膜 阳极材料 染料 电解质 阴极
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pH值对金莲花染料敏化太阳能电池性能的影响 被引量：13
8
作者 杨桂军 王棽睿 +5 位作者 张永昌 王刚 陈慧媛 南辉 申何萍 林红 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第3期539-545,共7页
首先从高原金莲花中提取天然染料,通过紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和傅里叶变换红外(FTIR)吸收光谱确定其主要成分为花色苷.调节色素溶液的pH值,组装染料敏化太阳能电池(DSCs)并进行光电性能测试.研究发现,随着pH值的升高,电池的开路电... 首先从高原金莲花中提取天然染料,通过紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和傅里叶变换红外(FTIR)吸收光谱确定其主要成分为花色苷.调节色素溶液的pH值,组装染料敏化太阳能电池(DSCs)并进行光电性能测试.研究发现,随着pH值的升高,电池的开路电压逐渐升高,但是短路电流密度却先升高后降低.分析认为这是由于在不同pH值下,花色苷的结构会发生转换造成的.在pH=5时,该天然染料敏化太阳能电池的光电转换效率最高,达到0.292%. 展开更多
关键词 染料敏化太阳能电池 天然染料 PH值 金莲花 光伏性能
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TiCl_4水解法制备的阻挡层对染料敏化太阳能电池光电性能的影响 被引量：12
9
作者 陈东坡 张晓丹 +2 位作者 魏长春 刘彩池 赵颖 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2011年第2期425-431,共7页
通过不同浓度的TiCl4溶液水解,在光阳极导电玻璃(FTO)基底上制备了阻挡层薄膜,以此来抑制FTO表面的光生电子与I-3之间的复合反应,采用X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射分别测试了阻挡层薄膜的组成,用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和紫外... 通过不同浓度的TiCl4溶液水解,在光阳极导电玻璃(FTO)基底上制备了阻挡层薄膜,以此来抑制FTO表面的光生电子与I-3之间的复合反应,采用X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射分别测试了阻挡层薄膜的组成,用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和紫外-可见(UV-Vis)分光光度计测试了阻挡层的形貌和对光的透过率,在AM1.5和暗环境下分别测试了染料敏化太阳能电池(DSSC)的光电性能.实验结果表明:用此方法可以获得由TiO2粒子组成的阻挡层薄膜;阻挡层薄膜的形貌随着TiCl4溶液浓度的增加而改变,它的厚度随着TiCl4溶液浓度的增加而增加;引入阻挡层后,FTO对光的透过率都会下降;这一薄膜的引入可以提高电池的光电性能,用0.04 mo·lL-1的TiCl4溶液制备的阻挡层对暗电流的抑制作用最为明显,电池在AM1.5的条件下测试,转换效率最高7.84%. 展开更多
关键词 染料敏化太阳能电池 阻挡层 TIO2薄膜 暗电流 TICL4
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二氧化钛纳米晶溶胶内渗透电极对染料敏化太阳能电池的光伏性能的提高 被引量：10
10
作者 钱迪峰 张青红 +2 位作者 万钧 李耀刚 王宏志 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2745-2751,共7页
以自制的过氧钛酸(PTA)水溶液为前驱体,用水热法制备了透明锐钛矿相二氧化钛溶胶.无需有机添加剂可得到直径小于7 nm的棒状二氧化钛纳米晶溶胶.通过将溶胶内渗透到染料敏化太阳能电池(DSSCs)的多孔二氧化钛电极后,消除了多孔电极内的大... 以自制的过氧钛酸(PTA)水溶液为前驱体,用水热法制备了透明锐钛矿相二氧化钛溶胶.无需有机添加剂可得到直径小于7 nm的棒状二氧化钛纳米晶溶胶.通过将溶胶内渗透到染料敏化太阳能电池(DSSCs)的多孔二氧化钛电极后,消除了多孔电极内的大孔并改善了电极内纳米晶之间的连通性.用扫描电子显微镜(SEM)和光学轮廓仪对溶胶内渗透后的光阳极进行了表征.结果表明:小颗粒棒状二氧化钛纳米晶附着在多孔的二氧化钛表面,填充了电极由于烧结产生的大孔,并在多孔的二氧化钛内部形成了有利于电子传输的网络结构.与未经处理的多孔电极相比,改性后的光阳极组装成染料敏化太阳能电池后光电转化效率提高了64%. 展开更多
关键词 溶胶 内渗透 电极界面 二氧化钛 染料敏化太阳能电池
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二氢吲哚类染料用于染料敏化太阳能电池光敏剂的比较 被引量：15
11
作者 詹卫伸 潘石 +1 位作者 李源作 陈茂笃 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2087-2092,共6页
采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)对四种二氢吲哚染料进行研究,从中筛选出相对优秀的染料敏化太阳能电池光敏剂.对前线分子轨道的计算表明,二氢吲哚染料的前线分子轨道结构非常有利于染料激发态向TiO2电极的电子注入.... 采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)对四种二氢吲哚染料进行研究,从中筛选出相对优秀的染料敏化太阳能电池光敏剂.对前线分子轨道的计算表明,二氢吲哚染料的前线分子轨道结构非常有利于染料激发态向TiO2电极的电子注入.对真空中的紫外和可见光吸收光谱的计算表明,二氢吲哚染料的吸收光谱与太阳辐射光谱匹配较好.对染料分子的能级计算表明,二氢吲哚染料的能级结构比较适合于I-/I-3作电解液的TiO2纳米晶太阳能电池的光敏剂.二氢吲哚染料最低未占据分子轨道(LUMO)能级均比TiO2晶体导带边能级高,能够保证激发态染料分子高效地向TiO2电极转移电子.二氢吲哚染料最高占据分子轨道(HOMO)的能级比I-/I3-能级低,保证了失去电子的染料分子能够顺利地从电解液中得到电子.与实验数据比较,得出在提高染料敏化太阳能电池转换效率方面,对染料的关键要求是LUMO能级的位置.染料分子的稳定性是染料敏化太阳能电池使用寿命的关键因素.通过对化学键键长的比较表明,二氢吲哚染料的分子稳定性基本相同.对计算结果的分析表明,二氢吲哚染料1(ID1)的LUMO能级最高,分子稳定性最好,在酒精溶液中的吸收光谱与太阳辐射光谱匹配很好,在同类染料中是较好的染料敏化太阳能电池光敏剂. 展开更多
关键词 密度泛函理论 染料敏化太阳能电池 二氢吲哚染料 稳定性
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染料敏化太阳能电池对电极 被引量：22
12
作者 李靖 孙明轩 +1 位作者 张晓艳 崔晓莉 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2011年第10期2255-2268,共14页
对电极是染料敏化太阳能电池的重要组成部分,改进对电极是提高其能量转换效率及降低成本的有效手段之一.本文重点综述了2008年以来染料敏化太阳能电池对电极的研究成果,详细介绍了各类对电极包括金属Pt、Au、Ni,纳米炭材料和导电聚合物... 对电极是染料敏化太阳能电池的重要组成部分,改进对电极是提高其能量转换效率及降低成本的有效手段之一.本文重点综述了2008年以来染料敏化太阳能电池对电极的研究成果,详细介绍了各类对电极包括金属Pt、Au、Ni,纳米炭材料和导电聚合物等对电极的优点和制备工艺.Pt对电极性能最好,但是高成本限制了它在染料敏化太阳能电池产业化中的应用;新型的价格低廉、活性较高的纳米炭材料和导电聚合物及其复合材料等对电极在染料敏化太阳能电池的研究中逐渐引起人们的重视. 展开更多
关键词 染料敏化太阳能电池:对电极:纳米Pt 纳米炭材料: 导电聚合物
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附着性能优异的碳对电极的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用 被引量：10
13
作者 储玲玲 高玉荣 +2 位作者 武明星 王琳琳 马廷丽 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1739-1744,共6页
通过引入一种低成本商业导电碳浆(CC)作为粘结剂,以色素碳黑(Cb)作为催化材料,成功制备了Cb-CC对电极.着重解决传统碳对电极的主要问题,即碳与导电基底的附着力问题.附着力测试结果表明:CC的引入改善了Cb与导电基板之间的附着力,同时增... 通过引入一种低成本商业导电碳浆(CC)作为粘结剂,以色素碳黑(Cb)作为催化材料,成功制备了Cb-CC对电极.着重解决传统碳对电极的主要问题,即碳与导电基底的附着力问题.附着力测试结果表明:CC的引入改善了Cb与导电基板之间的附着力,同时增强了碳对电极的导电性和稳定性.扫描电镜(SEM)结果显示,CC与Cb混合后,碳膜的多孔结构依然存在,即这种对电极能同时增加导电性和催化活性.采用循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)对Cb-CC对电极的催化活性进行了研究.光电性能测试结果表明,基于Cb-CC染料敏化太阳能电池(DSSC)的能量转换效率达到了6.54%,进一步优化后,当Cb和CC的质量比为23:77时效果最佳,达到最高效率6.81%.此外,基于Cb-CC的DSSC长期稳定性测试结果表明,700h后各项光电参数无明显下降.该实验成果为增强整体电池的稳定性和促进低成本DSSC产业化奠定了基础. 展开更多
关键词 导电碳浆 碳对电极 附着力 稳定性 染料敏化太阳能电池
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染料敏化太阳能电池光阳极TiO_2薄膜的研究进展 被引量：9
14
作者 黄娟茹 谭欣 +2 位作者 于涛 赵林 吴天彧 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第13期134-141,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 TIO2 染料敏化太阳能电池(DSSCs) 能量转化效率 光阳极 电荷复合
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有机染料D-SS和D-ST用于染料敏化太阳能电池光敏剂的比较(英文) 被引量：7
15
作者 詹卫伸 潘石 +2 位作者 王乔 李宏 张毅 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第1期78-84,共7页
为了揭示D-SS和D-ST分子敏化的染料敏化太阳能电池(DSSCs)的物理机制,采用密度泛函理论(DFT)、含时密度泛函理论(TDDFT)和自然键轨道(NBO)分析,模拟计算染料D-SS和D-ST分子的结构、紫外-可见吸收光谱和能级结构.D-SS的紫外-可见吸收光... 为了揭示D-SS和D-ST分子敏化的染料敏化太阳能电池(DSSCs)的物理机制,采用密度泛函理论(DFT)、含时密度泛函理论(TDDFT)和自然键轨道(NBO)分析,模拟计算染料D-SS和D-ST分子的结构、紫外-可见吸收光谱和能级结构.D-SS的紫外-可见吸收光谱相比于D-ST的有明显的红移,而且D-SS分子的摩尔吸光系数也高于D-ST分子的.D-SS分子本应该比D-ST分子拥有更高的俘获太阳辐射光子的能力,但由于D-SS分子的最高占据分子轨道(HOMO)能级位置比氧化还原电解质(I-/I-3)的氧化还原能级高,处于光激发态的D-SS分子向TiO2电极注入电子而被氧化后,不能顺利地从电解质中得到电子而还原,使得D-SS分子俘获光子的能力不能充分发挥,从而严重地降低了由其敏化的DSSCs的光电性能和光电能量转换效率.揭示了D-SS敏化的DSSCs的光电性能,特别是光电能量转换效率比D-ST敏化的DSSCs的低的原因.染料敏化剂分子的HOMO能级的位置对于DSSCs来说也是很重要的,用于DSSCs的有机敏化剂分子的HOMO能级的位置必须低于氧化还原电解质的氧化还原能级. 展开更多
关键词 密度泛函理论 含时密度泛函理论 染料敏化太阳能电池 分子模拟 电子结构 吸收光谱 能级结构
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染料敏化太阳能电池天然敏化剂的研究进展 被引量：9
16
作者 杨桂军 林红 +4 位作者 王刚 张永昌 刘忆翥 陈慧媛 南辉 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期62-65,83,共5页
染料敏化剂是影响染料敏化太阳能电池(DSC)性能的重要因素。介绍了染料敏化剂的分类及获得高效、稳定的电池时染料敏化剂需要满足的条件,根据天然染料敏化剂的分类,分别介绍了叶绿素类、花青素类、类胡萝卜素类以及单宁酸等天然染料作为... 染料敏化剂是影响染料敏化太阳能电池(DSC)性能的重要因素。介绍了染料敏化剂的分类及获得高效、稳定的电池时染料敏化剂需要满足的条件,根据天然染料敏化剂的分类,分别介绍了叶绿素类、花青素类、类胡萝卜素类以及单宁酸等天然染料作为DSC敏化剂的研究进展及其区别,指出对天然染料敏化剂的研究有利于降低染料敏化太阳能电池的生产成本并促进其工业化发展。 展开更多
关键词 天然染料 染料敏化太阳能电池 敏化剂 低成本
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简易模板剂法制备多级介孔TiO_2微球及其在染料敏化太阳能电池中的性能 被引量：10
17
作者 郭薇 王开 +3 位作者 沈艺花 张贺 翁韬 马廷丽 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第1期82-88,共7页
采用模板剂法一步合成分级结构的介孔TiO2微球,考察了烷基胺类模板剂中烷基链长度对介孔TiO2微球合成及性能影响.将其应用于染料敏化太阳能电池的光阳极半导体薄膜中,得到了9.52%-10.15%的高能量转换效率.X射线衍射(XRD)、物理吸附仪(B... 采用模板剂法一步合成分级结构的介孔TiO2微球,考察了烷基胺类模板剂中烷基链长度对介孔TiO2微球合成及性能影响.将其应用于染料敏化太阳能电池的光阳极半导体薄膜中,得到了9.52%-10.15%的高能量转换效率.X射线衍射(XRD)、物理吸附仪(BET)、扫描电镜(SEM)等的分析结果表明:分级结构介孔TiO2微球的晶相为纯锐钛矿型;介孔TiO2微球表面粗糙,是由14-18nm的纳米粒子堆积形成,使微球具有介孔性质和较适宜的比表面积.介孔TiO2微球堆积形成了利于物质扩散的通道并具有良好的光散射效果;同时微球介孔粗糙表面保证了染料的大量吸附,从而提高了电池的光电流.通过电化学阻抗分析结果验证了分等级结构介孔TiO2微球光阳极有利于电解液的传输和物质扩散的优异性能. 展开更多
关键词 染料敏化太阳能电池 光阳极 TiO2球体 纳米结构 光电转换
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基于TiO_2纳米管阵列的高效正面透光型染料敏化太阳能电池的制备及其光电性能（英文） 被引量：9
18
作者 高素雯 兰章 +4 位作者 吴晚霞 阙兰芳 吴季怀 林建明 黄妙良 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第3期446-452,共7页
报道了一种基于TiO2纳米管(TNT)阵列正面透光型光阳极的高效染料敏化太阳能电池.将TNTs在450°C烧结后能避免其有序结构在HF处理过程中被破坏,使膜内高速电子传输通道被保留,有利于染料敏化太阳能电池(DSSC)实现高速电荷传输.再用HF... 报道了一种基于TiO2纳米管(TNT)阵列正面透光型光阳极的高效染料敏化太阳能电池.将TNTs在450°C烧结后能避免其有序结构在HF处理过程中被破坏,使膜内高速电子传输通道被保留,有利于染料敏化太阳能电池(DSSC)实现高速电荷传输.再用HF、TiCl4、HF和TiCl4混合等溶剂对TNTs进行处理,提高其表面粗糙度以吸附更多染料.染料吸附量的增加能提高光阳极在300-570 nm波段光子捕获效率,该波段是染料吸收光子的主要区域.然而,在染料吸收光子较弱的长波段区域(570-800 nm)光子捕获效率的增加主要源于光阳极光散射率的提高.光阳极光子捕获效率的提高使DSSC的内外量子效率在全波段(300-800 nm)均有所增加,从而使短路电流明显提高.从电化学阻抗数据可知,与电子传输性能密切相关的电化学参数如电荷传输电阻、界面电荷复合电阻、电容、电子寿命、电子扩散长度和电子收集效率等在含处理过的TNTs光阳极DSSC中均有所改善,从而提高电池光电转换效率.含HF和TiCl4混合溶剂处理TNTs光阳极的DSSC最高光电转换效率能达到7.30%,比未处理的DSSC(5.38%)提高35.69%. 展开更多
关键词 TIO2纳米管阵列 染料敏化太阳能电池 光阳极 TICL4 TICL4
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染料敏化太阳能电池对电极的研究进展 被引量：9
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作者 尹艳红 许泽辉 +2 位作者 冯磊硕 杨书廷 李承斌 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期109-112,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 染料敏化太阳能电池 对电极 制备方法
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染料敏化太阳能电池中染料分子共轭π桥的扩展(英文) 被引量：5
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作者 詹卫伸 李睿 +2 位作者 潘石 郭英楠 张毅 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第2期255-262,共8页
以染料分子D5为原型,采用不同类型和数量的共轭桥单元来设计D-π-A型有机分子,采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)来模拟计算分子的形貌、分子轨道能级以及紫外-可见光谱,为染料敏化太阳能电池(DSSCs)的敏化分子寻找适合... 以染料分子D5为原型,采用不同类型和数量的共轭桥单元来设计D-π-A型有机分子,采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)来模拟计算分子的形貌、分子轨道能级以及紫外-可见光谱,为染料敏化太阳能电池(DSSCs)的敏化分子寻找适合的共轭桥.采用"次甲基链"、"呋喃环"或"噻吩环"、"次甲基链和呋喃环"或"次甲基链和噻吩环"作为共轭桥单元,使得分子的吸收光谱依次红移.随着共轭桥单元的增加,分子的吸收光谱有剧烈的红移,但随着共轭桥单元数量的进一步增加,分子吸收光谱的红移现象减弱.分子的最低未占据分子轨道(LUMO)能级逐渐降低,而最高占据分子轨道(HOMO)能级逐渐升高.采用3个"次甲基链和呋喃环"或者"次甲基链和噻吩环"作为共轭桥时,HOMO能级已经高于氧化还原电解质的能级,而在极性溶液中,由2个"次甲基链和噻吩环"单元作为有机分子的共轭桥时,分子的HOMO能级已经高于氧化还原电解质的能级了.采用"次甲基链和呋喃环"或"次甲基链和噻吩环"单元作为有机分子的共轭桥时,吸收光谱有明显的红移,但对于DSSCs的敏化分子,这样的共轭桥单元只能有1-2个,不宜过多. 展开更多
关键词 染料敏化太阳能电池 有机光敏剂 共轭桥 密度泛函理论 次甲基链 呋喃环 噻吩环
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