共敏化有机染料分子对敏化太阳能电池短路电流密度的影响

基于实验报道的有机共敏化剂D35和XY1,运用量子化学手段研究了有机染料的电子结构和光电转换效率之间的关系.通过密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法计算了电子结构和电子吸收光谱,研究对比了基于D35衍生设计的染料分子1-6.结果表明,D35分子共轭桥的甲氧基化提高了染料分子的可见光吸收强度,拓宽了光谱响应范围,使共敏化有机染料电池的最大短路电流密度明显提升.该研究可为有机染料共敏化太阳能电池的理性分子设计提供理论依据.     

基于含氮、硫元素苯衍生物的有机染料敏化剂的理论研究

采用密度泛函(DFT)和含时密度泛函(TD-DFT)理论方法计算了以苯及其衍生物作为π共轭桥的染料分子的基态和激发态的微观性质.研究结果表明,与参考敏化剂P0相比,3种新型敏化剂P1、P2和P3的基态几何结构和前线轨道分布与之十分相似.采用CPCM-TD-BHandHLYP/6-31+G(d)方法,模拟染料分子P1在二氯甲烷溶液中的最大吸收波长为502nm,比P0吸收峰显著红移.利用Marcus理论,经过近似计算发现,与其他敏化剂相比,P1分子间电荷传输速率(Ket)最快.因此,P1应该可以作为有希望的敏化剂应用于染料敏化太阳能电池(DSSC),而且其能量转化效率(η)应该高于以P0为染料的DSSC的效率.     

染料敏化太阳能电池的研究进展

染料敏化太阳能电池是一种新型的太阳能电池,由于其制作工艺简单,制造成本低廉,有着广泛的应用前景,是太阳能电池的重要发展方向.其中,染料敏化剂是太阳能电池的重要组成部分,已成为研究的热点.介绍染料敏化太阳电池的组成结构和工作原理,详细综述近年来发展起来的多吡啶钌配合物、锌卟啉和锌酞菁类金属配合物,以及香豆素类、三苯胺类、芴类、吲哚类、咔唑类等纯有机染料的结构与光电转换效率的关系,并对未来的发展趋势和前景进行展望.     

染料敏化太阳能电池纳晶TiO2多孔薄膜研究进展

染料敏化太阳能电池(DSSC)是一种非常有前途的清洁太阳能光电转化装置.其中,光阳极是DSC的工作电极,起着吸附染料分子、接收和传输电子的作用.阳极的微结构(孔径、孔隙率、粗糙因子)和组成对于提高电池的光电催化、转化效率具有决定作用.主要综述了染料敏化太阳能电池中TiO2光阳极的制备、改性方法以及添加剂对纳晶TiO2多...     

钛源修饰P25浆料用于染料敏化太阳能电池

介绍了一种制备浆料的简单方法,并且可以用于批量生产TiO2浆料.以商业化的P25纳米粉为原料,用乙二醇和柠檬酸作为分散剂,在浆料中分别添加了钛酸四丁酯、四氯化钛和异丙醇钛,用涂敷法制备了4种TiO2薄膜光电极,并组装成染料敏化太阳能电池(DSSC),在模拟太阳光照射下进行测试.测试结果表明,开路电压(Voc),填充因子(FF)和转换效率都提高了.DSSC性能的改善源于提高了TiO2薄膜电子传输速率.通过分析得出结论是:在浆料中添加钛源,改善了TiO2膜内颗粒之间的连接性,扩宽了电子通路,缩短了电子的传输距离,抑制了TiO2薄膜中电子的复合,从而提高了染料敏化太阳能电池(DSSC)的效率.     

三元氧化物基的染料敏化太阳能电池

采用简单的水热法合成粒径均一的三元氧化物锡酸锌纳米晶,并将其用作染料敏化太阳能电池的光阳极材料,首次以有机染料D131为敏化剂在标准光照条件下(光强为100 mW/cm2, AM 1.5)研究其光电性能,并与N719敏化剂作比较,结果显示以有机染料D131为敏化剂的电池光电性能较N719好,其光电转化效率达到2.18%. 进一步,研究了电解质中四-叔丁基吡啶(TBP)浓度对电池的光电性能的影响,在锡酸锌纳米晶为电极的电池中,TBP起抑制作用,这与已报道的TBP浓度对TiO2电极电池的影响不同.     

第二受体单元对三苯胺类敏化染料性能影响的计算

为了提高三苯胺类有机染料的性能,在具有D-π-A构型的染料B1的基础上,通过引入不同的第二受体单元A′,设计了6种新的D-A′-π-A型染料。根据计算化学中的密度泛函理论,对染料分子进行构型优化、电荷分布、能级等研究。结果表明,所设计的6种分子都可以保持稳定的空间结构,第二受体单元的引入降低了分子的带隙,拓宽了吸收范围,使最大吸收波长发生了明显红移。与B1(396.6nm)相比,6种染料的红移顺序为B1-PDP(418.4nm)B1-Qu(452.7nm)B1-BTZ(469.3nm)B1-BTD(482.6nm)B1-DPP(522.0nm)B1-BOD(530.8nm)。综合分析可知,B1-BOD,B1-BTD,B1-DPP在理论上具有更优的性能。研究可为设计和合成性能良好的染料分子,进一步提升染料敏化太阳能电池的光电转化效率提供理论支持。     

低聚3-噻吩甲酸对纳晶TiO_2电极的敏化

通过光照化学聚合法合成低聚3-噻吩甲酸太阳能电池光敏染料,对染料的光、电化学性能进行测定.结果表明在模拟太阳光AM1.5照射下,以其为染料敏化剂的太阳能电池的光电转换效率达到0.12%.该染料具有良好的吸附性和光稳定性,适于用作太阳能电池的光敏染料.     

染料敏化太阳能电池二氧化钛光阳极的研究进展

介绍了染料敏化太阳能电池(DSSC)的结构和工作原理,针对目前全世界关于染料敏化太阳能电池二氧化钛光阳极的改性进展进行了综述. 目前,TiO₂薄膜改性手段主要包括:表面处理、离子掺杂、半导体复合、微观有序空间结构、多孔化结构、贵金属沉积等. 改性二氧化钛光阳极是为了减少阳极和染料之间的界面阻抗以提高DSSC的光电转换效率. 最后对DSSC中光阳极改性的发展趋势和应用前景做了期许和展望,提出工程设计微观有序TiO₂光阳极结构、更大程度地开发TiO₂光阳极的制膜工艺、发挥各种手段的优势互补协同作用是未来染料敏化太阳能电池二氧化钛光阳极改性的方向. 对TiO₂光阳极界面之间的电阻和电子传输的机理进行更深层次的研究和探讨对染料敏化太阳能电池的工业化是非常必要的.      

CdS/CH_3NH_3PbI_3共敏化ZnO太阳能电池的光伏性能研究

量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)是兼具低成本和高理论转换效率的第三代太阳能电池之一.量子点与有机染料共敏化是提高其光电转换效率的有效手段之一.CH3NH3Pb I3钙钛矿材料是新兴的有机吸光层材料.本文将其作为共敏化剂,制作Cd S/CH3NH3Pb I3共敏化Zn O纳米棒太阳能电池,并研究CH3NH3Pb I3钙钛矿共敏化和Cd S量子点沉积次数对量子点/CH3NH3Pb I3共敏化太阳能电池光伏性能的影响.     

一种在室温下制备柔性太阳能电池的新方法

纳米二氧化钛染料敏化太阳能电池(DSSC)由于具有理论转换效率高，透明性高，制备工艺简单，成本低等众多优点．近年来成为世界各国争相开发研究的热点。本文介绍了太阳能电池的类型及其优缺点，着重介绍了纳米二氧化钛染料敏化太阳能电池的结构和工作原理及其制备工艺。     

Fabrication of a TiO2-P25/(TiO2-P25+TiO2 nanotubes) junction for dye sensitized solar cells

The dye sensitized solar cell（DSSC）, which converts solar light into electric energy, is expected to be a promising renewable energy source for today’s world. In this work, dye sensitized solar cells, one containing a single layer and one containing a double layer, were fabricated. In the double layer DSSC structure, the under-layer was TiO₂-P25 film, and the top layer consisted of a mixture of TiO₂-P25 and TiO₂ nanotubes. The results indicated that the efficiency of the DSSC with the double layer structure was a significant improvement in comparison to the DSSC consisting of only a single film layer. The addition of TiO₂-P25 in the top layer caused an improvement in the adsorption of dye molecules on the film rather than on the TiO₂ nanotubes only. The presence of the TiO₂ nanotubes together with TiO₂-P25 in the top layer revealed the enhancement in harvesting the incident light and an improvement of electron transport through the film.     

用背反射提高染料敏化太阳电池光吸收的研究

介绍了一种提高染料敏化太阳电池光吸收的背反射结构,以解决染料在长波范围吸光能力差的缺点。用P25纳米TiO2粉和水热法两种不同工艺制备了电池。透过光谱测试表明,两种工艺制备的电池对长波范围的光都没有充分利用,水热法制备的电池更透明。太阳模拟器测试结果表明,用银反光膜作为电池的背反射结构,增加了染料对长波范围内的光吸收,显著提高了电池的光电转换效率。P25粉工艺制备的电池效率提高了11.4%,水热法工艺制备的电池效率提高了22%。     

球形花状ZnO微-纳分级结构的制备及其光电化学性能

文章采用一种热蒸发的方法在镀有Zn膜的掺F的SnO2(FTO)导电玻璃上制备出球形花状ZnO微-纳米分级结构,利用SEM、XRD、PL等手段对球形微-纳米结构的形貌、成分和发光性能进行了分析。分析结果表明,球形花状六方纤锌矿ZnO微-纳米分级结构具有表面多孔特征,有利于染料的吸收。球形花状ZnO微-纳米结构存在近带边发射的近紫外发光(402nm)和来自于深能级缺陷的可见发光(460nm和500nm)。将所制备的样品作为光阳极组装成染料敏化太阳能电池(DSSC),该电池的转换效率η=0.67%,比以纳米棒、树枝状纳米结构、纳米梳作为光阳极材料的DSSC的转换效率要高,但是整体转换效率不高,这是由于晶体内部较多缺陷引起的。     

Application of upconversion luminescence in dye-sensitized solar cells

An upconversion luminescence powder TiO2:(Er3+,Yb3+) is prepared by a hydrothermal method and used to fabricate dye-sensitized solar cell (DSSC).The TiO2:(Er3+,Yb3+) powder undergoes upconversion luminescence,converting infrared light which the dye can not absorb into visible light with wavelengths of 510-700 nm which the dye can absorb,increasing the photocurrent of the DSSC.TiO2:(Er3+,Yb3+) also acts as a p-type dopant,heightening the Fermi level of the oxide film,which increases the photovoltage of the DSSC.The best performance of the DSSC is found when the ratio of TiO2/luminescence powder is 1/3 in the luminescence layer.Under simulated solar irradiation of 100 mW cm-2 (AM 1.5),the DSSC containing TiO2:(Er3+,Yb3+) doping achieves a light-to-electricity energy conversion efficiency of 7.28% compared with 6.41% for the undoped DSSC.     

新型锚定基团对D-π-A型染料敏化太阳能电池性能的影响：基于DFT计算

以三苯胺作为电子供体基团、苯乙烯作为共轭π桥和氰基丙烯酸作为电子受体所连接而成的染料分子模型作为实验数据基础,通过高斯09软件进行了对"A"结构即锚定基团的模拟。通过设计出的三个含有不同基团的染料分子模型,然后通过数据计算进行对比,得出了一个理论转化效率最高的染料分子模型。