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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
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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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ZnO基柔性染料敏化太阳能电池的研究 被引量:5
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作者 王艳香 周时俊 +2 位作者 孙健 杨志胜 黄丽群 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2015年第1期31-35,共5页
采用化学浴沉积法制备Zn O光阳极薄膜,并将所制备光阳极膜组装成柔性染料敏化太阳能电池。主要研究了沉淀剂的种类和沉淀剂的浓度对所形成的薄膜和电池性能的影响。采用XRD和SEM分别对薄膜的物相组成和显微形貌进行了表征。采用I-V测试... 采用化学浴沉积法制备Zn O光阳极薄膜,并将所制备光阳极膜组装成柔性染料敏化太阳能电池。主要研究了沉淀剂的种类和沉淀剂的浓度对所形成的薄膜和电池性能的影响。采用XRD和SEM分别对薄膜的物相组成和显微形貌进行了表征。采用I-V测试系统对电池的光电性能进行测试。研究结果表明:沉积温度为80℃,六次甲基四胺(HMT)的浓度为0.30 M,硝酸锌(Zn(NO3)2·6H2O)浓度为0.1 M时,制备Zn O薄膜光电性能较好,所组装的柔性染料敏化太阳能电池的开路电压为0.60V,短路电流为2.57 m A·cm-2,填充因子为0.72,效率为1.13%。 展开更多
关键词 柔性染料敏化太阳能电池 ZN O光阳极 化学浴沉积法 光电性
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柔性染料敏化太阳能电池研究进展 被引量:3
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作者 王岳 吴季怀 +4 位作者 范乐庆 兰章 肖尧明 李清华 黄妙良 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第15期131-134,140,共5页
从柔性基底的选择、低温法制备纳米晶TiO2薄膜、柔性对电极等几个方面介绍了柔性DSSC的研究进展,重点评述了纳米晶TiO2薄膜低温制备技术,如低温烧结法、微波烧结法、水热法、紫外光照射法和加压法等的优缺点,并展望了柔性DSSC未来的研... 从柔性基底的选择、低温法制备纳米晶TiO2薄膜、柔性对电极等几个方面介绍了柔性DSSC的研究进展,重点评述了纳米晶TiO2薄膜低温制备技术,如低温烧结法、微波烧结法、水热法、紫外光照射法和加压法等的优缺点,并展望了柔性DSSC未来的研究方向。 展开更多
关键词 柔性染料敏化太阳能电池 柔性基底 二氧化钛薄膜 柔性对电极
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柔性染料敏化太阳能电池和柔性钙钛矿太阳能电池关键电极材料研究进展 被引量:1
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作者 何云龙 沈沪江 +1 位作者 王炜 袁慧慧 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第21期3677-3688,共12页
柔性太阳能电池具有轻便、可弯曲的优点,可用于可穿戴设备等器件的即时充电,具有广阔的应用前景,受到持续广泛的关注。柔性太阳能电池制备中的关键在于基材以及与之相关的电极材料的制备。本文综述了柔性染料敏化太阳能电池和柔性钙钛... 柔性太阳能电池具有轻便、可弯曲的优点,可用于可穿戴设备等器件的即时充电,具有广阔的应用前景,受到持续广泛的关注。柔性太阳能电池制备中的关键在于基材以及与之相关的电极材料的制备。本文综述了柔性染料敏化太阳能电池和柔性钙钛矿太阳能电池近几年的发展情况,着重介绍了柔性染料敏化太阳能电池光阳极、对电极以及柔性钙钛矿太阳能电池的底电极和电子传输层。结果发现高温烧结目前仍是制备高效染料敏化太阳能电池光阳极不可避免的方法,而对电极则不受这一限制并且已经有多种材料的效率超过了高温烧结的铂。柔性钙钛矿太阳能电池的研究重点是用其他材料代替底电极中柔性较差的ITO以及高温烧结的电子传输材料TiO2,并且都取得显著成效。在此基础上,展望了柔性染料敏化太阳能电池和柔性钙钛矿太阳能电池未来的发展方向。 展开更多
关键词 电极材料 柔性染料敏化太阳能电池 柔性钙钛矿太阳能电池
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Nb2O5包覆对TiO2纳米阵列/上转换发光复合结构柔性染料敏化太阳能电池性能的影响 被引量:4
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作者 吕喜庆 张环宇 +2 位作者 李瑞 张梅 郭敏 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期590-598,共9页
采用水热法与旋涂法,成功制备出基于钛网基底的TiO2纳米线阵列/Yb-Er-F掺杂TiO2上转换发光纳米粒子(TNWAs/YEF-TiO2-UCNPs)复合结构光阳极,并将其组装成柔性染料敏化太阳能电池(DSSC)。探讨了Yb-Er-F掺杂TiO2上转换发光纳米粒子的光学... 采用水热法与旋涂法,成功制备出基于钛网基底的TiO2纳米线阵列/Yb-Er-F掺杂TiO2上转换发光纳米粒子(TNWAs/YEF-TiO2-UCNPs)复合结构光阳极,并将其组装成柔性染料敏化太阳能电池(DSSC)。探讨了Yb-Er-F掺杂TiO2上转换发光纳米粒子的光学性能对复合结构DSSC光电转换性能的影响,在此基础上系统研究了不同NbCl5浓度包覆对复合结构形貌和DSSCs性能的影响。结果表明:Yb-Er-F掺杂TiO2上转换发光纳米粒子的引入可以增大光阳极的入射光利用范围,但同时也会增加其内部的电子复合。通过Nb2O5纳米粒子层的包覆可以在半导体/电解液界面形成能量势垒,增加复合阻抗Rrec,抑制电子复合;提高电子收集效率ηec和光生电子寿命τe,进一步增大短路电流和开路电位,最终提高电池的光电转换效率。采用20mmol/L的NbCl5乙醇溶液旋涂制备的Nb2O5@TNWAs/YEF-TiO2-UCNPs复合结构柔性DSSC获得了最佳的光电转换效率(6.89%),比未经包覆的TNWAs/YEF-TiO2-UCNPs复合结构提升了24.3%。 展开更多
关键词 Nb2O5包覆 Yb-Er-F掺杂TiO2 上转换发光纳米粒子 复合结构 柔性染料敏化太阳能电池
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柔性染料敏化太阳能电池TiO_2薄膜的低温制备技术 被引量:7
6
作者 沐俊应 徐娟 +2 位作者 梁氏秋水 朱宏伟 陈振兴 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期31-33,共3页
简要介绍了柔性染料敏化太阳能电池的特点,综述了柔性染料敏化太阳能电池中TiO2纳米晶半导体薄膜光电极的低温制备技术。
关键词 柔性 染料敏化太阳能电池 TiO2纳米多孔薄膜 低温制备技术
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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
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作者 罗天月 万丽 +2 位作者 王世敏 张秋萍 王毕 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第23期1-6,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 柔性染料敏化太阳能电池 柔性光阳极 导电塑料薄膜 金属片
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TiO_2纳米线的制备及在柔性染料敏化太阳能电池中的应用 被引量:2
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作者 程存喜 林建明 +3 位作者 肖尧明 陈媛 范乐庆 黄妙良 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第B09期105-108,共4页
采用水热法制备锐钛矿TiO2纳米线(TNWs),用X射线衍射和扫描电子显微镜对TNWs的形貌及其成分进行表征.将制备好的TNWs与TiO2混合,以乙醇、水作为分散剂制备稳定均一的TiO2胶体.采用刮涂法在ITO/PEN衬底上低温制备了柔性光阳极和染料敏化... 采用水热法制备锐钛矿TiO2纳米线(TNWs),用X射线衍射和扫描电子显微镜对TNWs的形貌及其成分进行表征.将制备好的TNWs与TiO2混合,以乙醇、水作为分散剂制备稳定均一的TiO2胶体.采用刮涂法在ITO/PEN衬底上低温制备了柔性光阳极和染料敏化太阳能电池(DSSC),对其进行形貌及光电性能等表征和测试,分析TNWs的量对电池性能的影响.结果表明,加入TNWs可达到增加电子传导从而提高电池效率的目的.经优化发现,掺入质量分数为5.0%的TNWs时,电池的性能最好,所组装的柔性DSSC在100mW/cm2模拟太阳光照下,光电转换效率达2.59%. 展开更多
关键词 TiO2纳米线 染料敏化太阳能电池 水热法 低温 柔性光阳极
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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 被引量:4
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作者 程厚燕 罗俊 +5 位作者 黄丽群 李家科 杨志胜 郭平春 王艳香 张琦锋 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期507-514,共8页
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Zn... 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/cm^2,0.67 V,0.60和4.51%。 展开更多
关键词 柔性染料敏化太阳能电池 ZnO纳米片 复合光阳极 电池性能
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低温制备柔性染料敏化太阳能电池TiO_2薄膜电极 被引量:1
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作者 张凤 陶杰 +1 位作者 陶海军 董祥 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期17-20,共4页
通过钛酸正丁酯的溶胶与TiO2粉末混合配制室温涂膜浆体,采用常压水热处理涂敷TiO2薄膜,获得柔性染料敏化太阳能电池的TiO2薄膜电极。分析钛酸正丁酯溶胶经过水热处理后产生的TiO2粒子的晶型和比表面积,并对电极的表面形貌、紫外可见吸... 通过钛酸正丁酯的溶胶与TiO2粉末混合配制室温涂膜浆体,采用常压水热处理涂敷TiO2薄膜,获得柔性染料敏化太阳能电池的TiO2薄膜电极。分析钛酸正丁酯溶胶经过水热处理后产生的TiO2粒子的晶型和比表面积,并对电极的表面形貌、紫外可见吸收光谱以及组装柔性电池的光电性能进行表征。研究表明,钛酸正丁酯溶胶经过常压水热处理产生锐钛矿晶型的TiO2粒子,比表面积为280m2/g;TiO2薄膜电极是多孔的,并且敏化电极吸收光谱的吸光度增大;组装柔性电池的最高光电转换效率可达1.32%。 展开更多
关键词 柔性染料敏化电池 溶胶凝胶 TiO2薄膜电极 太阳能电池
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柔性染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备 被引量:5
11
作者 陈蔚 刘阳桥 +3 位作者 罗建强 靳喜海 孙静 高濂 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期561-570,共10页
柔性染料敏化太阳能电池(Flexible Dye-Sensitized Solar Cell,FDSSC)是以聚合物或金属等柔性材料为基底的染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cell,DSSC)。相比于刚性DSSC,其具有可弯曲、低成本、易大面积加工和应用范围广等优点... 柔性染料敏化太阳能电池(Flexible Dye-Sensitized Solar Cell,FDSSC)是以聚合物或金属等柔性材料为基底的染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cell,DSSC)。相比于刚性DSSC,其具有可弯曲、低成本、易大面积加工和应用范围广等优点,越来越受到人们的关注。柔性染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法,根据热处理温度的不同可以分为低温和高温制备方法,其中包括化学法、压力法、电泳沉积法、转移法、金属基底上的制备以及一些新的制备方法等。本文结合DSSC光阳极中电子的传输和复合的基本原理,针对电极的各制备方法进行了综述,并对电池的相关性能作了一定的介绍;最后,对FDSSC未来的发展前景和有潜力的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 染料敏化太阳能电池 柔性 低温制备 高温制备 TIO2 综述
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ZnO纳米棒阵列的水热生长条件对柔性染料敏化太阳能电池的影响(英文) 被引量:2
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作者 朱新波 方晓东 +5 位作者 邓赞红 董伟伟 王时茂 邵景珍 胡林华 朱俊 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期775-779,共5页
利用水热法在不同条件下在ITO-PET(tin-doped indium oxide polyethylene terephthalate)上制备氧化锌纳米棒阵列,通过一些定量的参数,如纳米棒的直径、长度和棒密度来表征纳米棒的形貌.通过改变反应条件可以调节上述参数.分别讨论了两... 利用水热法在不同条件下在ITO-PET(tin-doped indium oxide polyethylene terephthalate)上制备氧化锌纳米棒阵列,通过一些定量的参数,如纳米棒的直径、长度和棒密度来表征纳米棒的形貌.通过改变反应条件可以调节上述参数.分别讨论了两个重要条件:反应时间和前驱体浓度.研究表明前驱体浓度对长径比有重要影响.柔性基底上的氧化锌纳米棒作为染料敏化电池的新型光阳极,长径比的改变对柔性电池有重要的影响.可通过调节反应条件来提高柔性染料敏化电池的性能. 展开更多
关键词 氧化锌纳米棒阵列 水热 柔性 染料敏化太阳能电池
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纺织基柔性染料敏化太阳能电池的研究进展 被引量:2
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作者 韩宜君 许君 +1 位作者 畅琪琪 张诚 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期185-194,共10页
柔性染料敏化太阳能电池可为可穿戴设备解决供电问题并实现服装一体化,同时能减少能源消耗。为全面探究纺织基柔性染料敏化太阳能电池在纺织领域的应用前景,首先简述了染料敏化太阳能电池的发展现状、主要组成结构、工作机制和性能评价... 柔性染料敏化太阳能电池可为可穿戴设备解决供电问题并实现服装一体化,同时能减少能源消耗。为全面探究纺织基柔性染料敏化太阳能电池在纺织领域的应用前景,首先简述了染料敏化太阳能电池的发展现状、主要组成结构、工作机制和性能评价方法,重点介绍了柔性纤维状电池与纺织基底平面电池的研究进展;其次,通过分析电极制备与电池组装方式的特点,指出在当前纺织领域尚未解决的太阳能电池问题,同时总结了纺织基柔性染料敏化太阳能电池电解质与敏化染料的研究进展;最后指出电池电极、染料以及电解质的发展方向,并对纺织基柔性染料敏化太阳能电池的发展提出展望。 展开更多
关键词 染料敏化太阳能电池 纺织基 电极材料 织物涂覆 纤维
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化学烧结法低温制备柔性光阳极及染料敏化太阳能电池光电性能研究
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作者 沈民伟 程鹏元 +2 位作者 于立冉 张成龙 王璟 《化工新型材料》 北大核心 2025年第S1期161-166,共6页
传统光阳极制备过程中采用的高温退火工艺不适用于柔性导电塑料基底,会造成基底材料损坏或性能下降。为解决此问题,利用化学烧结法在低温条件下制备柔性光阳极。通过调节pH配制TiO_(2)浆料,进行化学烧结反应,得到具有较好粘结性的浆料... 传统光阳极制备过程中采用的高温退火工艺不适用于柔性导电塑料基底,会造成基底材料损坏或性能下降。为解决此问题,利用化学烧结法在低温条件下制备柔性光阳极。通过调节pH配制TiO_(2)浆料,进行化学烧结反应,得到具有较好粘结性的浆料。使用刮涂法将浆料制备在聚萘二甲酸乙二醇酯/氧化铟锡(ITO/PEN)柔性导电基底上,随后在100℃下退火处理制成光阳极,浸泡N719染料组装染料敏化太阳能电池。利用扫描电镜(SEM)观察光阳极薄膜的微观形貌,通过X射线衍射(XRD)分析化学烧结生成的薄膜晶体结构。使用柔性膜拉伸测试仪对光阳极进行弯折测试。将弯折前后的光阳极分别组装成太阳能电池,在模拟太阳光下测试组装的柔性染料敏化太阳能电池的光电转换性能。使用化学烧结法可以制备形貌平整且在一定弯折次数下仍不失效,且光电转换效率达到7.47%的柔性染料敏化太阳能电池。 展开更多
关键词 柔性 染料敏化太阳能电池 化学烧结法 弯折测试 TiO_(2)
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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 被引量:1
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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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改性TiO_(2)光阳极染料敏化太阳能电池研究进展
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作者 张玄 陈进 +1 位作者 王佳妮 高雨雨 《化工新型材料》 北大核心 2025年第7期24-29,34,共7页
染料敏化太阳能电池(DSSC)因制造工艺简单、无毒、半透明、环保、高效等优点而受到广大研究人员的极大关注。主要介绍DSSC的基本结构和工作机理,总结了DSSC阳极改性的研究进展,分析了半导体复合、离子掺杂、表面处理等对DSSC性能的影响... 染料敏化太阳能电池(DSSC)因制造工艺简单、无毒、半透明、环保、高效等优点而受到广大研究人员的极大关注。主要介绍DSSC的基本结构和工作机理,总结了DSSC阳极改性的研究进展,分析了半导体复合、离子掺杂、表面处理等对DSSC性能的影响,并寻找可以替代TiO_(2)的光阳极材料,展望了DSSC光阳极的发展方向。 展开更多
关键词 染料敏化太阳能电池 光阳极 半导体材料 二氧化钛
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二氧化锡基染料敏化太阳能电池电子传输模型优化及器件性能研究
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作者 程友良 杜慧彬 +1 位作者 张忠宝 王凯 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第9期1629-1639,共11页
针对染料敏化太阳能电池(DSSC)而言,其光阳极的材料特性与设计参数对DSSC性能具有显著影响。为了深入研究这一影响,本文采用数值模拟的方式,以探究光阳极结构变化对DSSC性能的详细影响。但目前的数学模型不够完善且预测精度较低,因而本... 针对染料敏化太阳能电池(DSSC)而言,其光阳极的材料特性与设计参数对DSSC性能具有显著影响。为了深入研究这一影响,本文采用数值模拟的方式,以探究光阳极结构变化对DSSC性能的详细影响。但目前的数学模型不够完善且预测精度较低,因而本文在光电子传输理论和朗伯比尔定律的基础上,采用常数堆叠法和可变堆叠法将孔隙率对电子扩散系数的影响引入到DSSC的数学模型中,建立了更加完善且精确的电子传输模型,该模型能够更深入剖析光阳极结构参数变化对DSSC性能的影响。通过数值模拟了在不同孔隙体积、电子寿命、SnO_(2)涂层厚度及比表面积下DSSC的性能。结果发现:随着SnO_(2)薄膜孔隙体积的增加,太阳能电池的短路电流密度逐渐减小,而开路电压则呈增大趋势,这导致光电转换效率逐渐降低。当孔隙体积达到0.10 cm^(3)/g时,DSSC光电转换效率达5.16%,因此在保证电池刚性的前提下,尽量降低SnO_(2)的孔隙体积,有利于吸收系数和扩散系数的提升,这两个参数的提升有利于DSSC整体性能的提升,同时电子寿命的延长会带来太阳能电池短路电流密度和开路电压的增大,进而提升光电转换效率,当电子寿命达到200 ms时,光电转换效率达到5.82%。本研究通过详细的数值模拟分析,为优化光阳极结构从而提升DSSC的光电性能提供了有力的理论指导,有助于进一步推动DSSC的研究与应用。 展开更多
关键词 染料敏化太阳能电池 电子传输模型 孔隙体积 比表面积 电子寿命 数值模拟 光电转换效率
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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
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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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柔性SnO_2/ZnO复合光阳极的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用 被引量:3
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作者 陈增 徐炳华 +2 位作者 李胜军 李卓 裴晴晴 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期1022-1025,共4页
通过简单易行的方法制备了SnO_2/ZnO复合纳米颗粒,利用XRD对SnO_2/ZnO结构进行表征。使用电泳技术制备无裂纹SnO_2/ZnO复合薄膜,考察了ZnCl2添加量对SnO_2/ZnO复合薄膜光阳极性能的影响,通过机械压膜方法对柔性导电衬底(ITO/PEN衬底)上... 通过简单易行的方法制备了SnO_2/ZnO复合纳米颗粒,利用XRD对SnO_2/ZnO结构进行表征。使用电泳技术制备无裂纹SnO_2/ZnO复合薄膜,考察了ZnCl2添加量对SnO_2/ZnO复合薄膜光阳极性能的影响,通过机械压膜方法对柔性导电衬底(ITO/PEN衬底)上的SnO_2/ZnO复合薄膜进行后处理,扫描电镜结果表明机械压膜处理使SnO_2/ZnO复合薄膜变得更加平滑,SnO_2/ZnO复合纳米颗粒之间的连接性能增强,光电测试结果表明机械压膜处理可以显著提高SnO_2/ZnO复合光阳极的光电性能,电池的开路光电压和短路光电流均得到明显提高,优化后柔性SnO_2/ZnO复合光阳极组装的染料敏化太阳能电池的光电转换效率(η)达到了3.95%,短路光电流密度(JSC)、开路光电压(VOC)和填充因子(FF)分别为16.43mA/cm2、0.493V和0.49。 展开更多
关键词 染料敏化太阳能电池 柔性光阳极 SnO2/ZnO复合薄膜 电泳沉积
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染料敏化太阳能电池柔性对电极的研究进展 被引量:1
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作者 竹怀君 黄光胜 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期4-6,33,共4页
从柔性基体的选择,高聚物基底铂对电极的低温制备方法,金属基底铂对电极以及其它催化材料柔性对电极等几个方面介绍了染料敏化太阳能电池柔性对电极的研究现状,重点评述了高聚物基底铂对电极的低温制备技术,如磁控溅射真空镀铂、化学镀... 从柔性基体的选择,高聚物基底铂对电极的低温制备方法,金属基底铂对电极以及其它催化材料柔性对电极等几个方面介绍了染料敏化太阳能电池柔性对电极的研究现状,重点评述了高聚物基底铂对电极的低温制备技术,如磁控溅射真空镀铂、化学镀铂、电化学镀铂、雕版印刷、旋转涂布等,并就柔性对电极的未来发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 染料敏化太阳能电池 柔性对电极 高聚物基底 低温镀铂
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