染料敏化纳米薄膜太阳电池的研究进展

太阳电池可以直接将太阳光能转变为电能,是解决世界范围内的能源危机和环境污染的一条重要途径。染料敏化纳米薄膜太阳电池具有廉价的原材料和简单的制作工艺以及稳定的性能等优势,是一种很有发展前途的太阳电池。本文对这种电池的发展,特点及其染料敏化剂的研究进展进行了分析和总结。     

染料敏化太阳电池中电解质的研究进展

作为新一代的太阳能电池染料敏化太阳电池应用前景广阔,而电解质体系是该类电池重要组成部分,对电池性能有着重要的影响。文章对染料敏化太阳电池中的电解质研究进行了综述,根据电解质的类型将染料敏化太阳电池分为液体电解质电池、溶胶-凝胶(准固态)电解质电池和固态电解质电池,分析了这三种太阳电池的优缺点,并对其前景进行展望。     

染料敏化太阳电池介孔薄膜电极的研究进展

介绍了染料敏化太阳电池多孔二氧化钛薄膜电极的结构、工作原理及其制备方法,并进一步阐述了减小电荷复合速率、改进薄膜电极性能、提高器件的光电转化效率的方法,主要涉及多孔二氧化钛薄膜电极的复合、掺杂和表面包覆等表面改性处理技术。指出了基于有序二氧化钛薄膜电极、柔性二氧化钛薄膜电极的染料敏化太阳电池和叠层薄膜结构的太阳电池高效的转化效率和应用方便的特点,并在此基础上展望了未来的研究方向。     

染料敏化太阳电池中对电极发展现状

染料敏化太阳能电池因其价格和性能的优势得到了广泛关注,作为太阳电池的重要组成部分,电池性能受其影响较大。重点介绍了铂对电极、碳对电极及复合对电极等几种对电极材料,并指出了未来可能的研究方向。     

环保型准固态电解质的制备及在染料敏化太阳电池中的应用

本文介绍了一种制备染料敏化太阳电池(DSC)准固态电解质的新方法——混合溶剂法.该方法具有制作工艺简单、所用溶剂对人及环境无污染等优点.将混合溶剂法制备的准固态电解质应用于太阳电池,并系统研究了电解质组成及环境温度对电解质及其DSC性能的影响规律.     

Triton X-100对染料敏化太阳电池性能影响的研究

采用无水相体系的胶体通过丝网印刷工艺制备TiO2薄膜电极,研究发现曲拉通（TritonX-100）可以明显改变TiO2电极显微结构,且对染料敏化太阳电池的性能影响显著.过少或过多的曲拉通都将导致开路电压、短路电流、填充因子以及效率的降低.由3gP25粉末配制的胶体中,曲拉通适宜的加入量约为0.8mL.     

染料敏化太阳电池TiO2光阳极研究进展

纳米TiO2是目前性能最为优良的染料敏化太阳电池(DSSC)光阳极材料。文章系统综述了优化纳米TiO2光阳极的染料吸附、电子传输、再生染料等性能的技术和方法,主要包括纳米TiO2光阳极薄膜微结构的调控、TiO2光阳极的离子/元素掺杂、TiO2光阳极的表面包覆、TiO2光阳极的表面处理等方面的国内外研究进展,并分析了目前TiO2光阳极存在的主要问题及未来的发展方向。     

染料敏化太阳电池中光阳极的研究进展

染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cell,DSC)的光阳极作为其重要的组成部分,在近些年的研究中取得了较大的进展。常用作光阳极的氧化物包括TiO2、ZnO、SnO2、Nb2O5、A12O3等,其中,TiO2因为综合性能表现突出,成为主要研究的光阳极材料。特别是TiO2纳晶薄膜的性质、形貌、结构等均会对DSC光电性能产生较大影响,其性质调节主要通过表面处理、修饰、掺杂等手段,而不同形貌纳米TiO2的研究主要表现在一维结构上,如纳米线、纳米棒等,本文就这些方面的研究情况进行简单归纳总结,分析影响电池性能的关键因素,并对如何更全面、更深入的提高DSC光电性能作简要展望。     

TiO2薄膜的制备方法及其对染料敏化太阳电池性能的影响

采用溶胶-凝胶、浆体涂敷、磁控溅射等方法制备了二氧化钛单层以及多层膜．通过透射电镜、扫描电镜以及X射线衍射实验分析了不同薄膜的结构．通过比较不同薄膜制作的染料敏化太阳电池性能探讨了薄膜结构的影响．实验所获得的电池开路电压可达708mV，短路电流可达13．26mA(电池面积为1．8cm^2)．     

染料敏化太阳能电池TiO2电极的制备及电解质的影响

采用溶胶-凝胶水热法制备了锐钛矿型纳米晶TiO2薄膜电极,在乙二醇碳酸酯（EC）／1,2-丙二醇碳酸酯（PC）电解液体系中,研究了12和KI含量对电极光电性能的影响,发现随着电解液中12含量的增加,电池的短路光电流呈现先增加后减小的趋势,但光电流增加和减少的幅度并不大,同时体系的暗电流不断增加,光电压不断下降;随着电解液中KI含量的增加,电池的短路光电流也不断增加,当KI的含量大于0．2mol／L时,电池的短路光电流的增加的趋势减缓．并对电解液中I2和KI含量对电池光电性能影响的原因进行了初步的探讨．     

四羧基金属酞菁的合成及在染料敏化太阳电池中的应用

以偏苯三酸酐、尿素及相应的金属盐为主要原料,采用固相法合成了中心离子为铁(Ⅱ)、钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)、铜(Ⅱ)和锌(Ⅱ)的5种四羧基金属酞菁(tetracarboxymetallophthalocyanine,Pc)。比较了这些Pc乙醇溶液及其敏化的纳米TiO2薄膜的紫外-可见(ultraviolet-visible,UV-Vis)光谱,利用循环伏安法研究了它们的氧化还原行为,并测量了由其组装的染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells,DSCs)的光伏性能。结果表明:随中心离子价层d电子数的增多,Pc的UV-Vis光谱中Q带最大吸收峰发生位移,由FePc的670nm分别红移至CoPc的674nm,NiPc的676nm,CuPc的679nm和ZnPc的681nm;在N,N-二甲基甲酰胺中,相应Pc的中心离子氧化电势分别为1.01,0.96,0.94,0.99V和1.07V,在组装的5种DSCs中,ZnPc具有相对高的光电转换效率。     

染料敏化纳米TiO2太阳能电池中的表面处理

简要概述了染料敏化纳米TiO2太阳能电池(DSC)的研究现状,重点列举了TiO2膜的酸碱处理,金属化合物覆盖处理的方法和原理,并对其他分子与染料共吸附和电极吸附染料后的表面处理方法也进行了介绍。     

吸电子基团修饰的三联噻吩及其对纳晶TiO2电极的敏化

设计合成了吸电子基团（2-氰基-2-羧基乙烯基）修饰的三联噻吩3T-CCV，研究了它的光物理和光电化学性质．密度泛函计算证明，3T-CCV受光激发可有效地发生分子内电荷分离．研究表明，在模拟太阳光AM1．5（70mw／cm^2）照射下，以3T-CCV作为光敏剂的纳晶TiO2太阳电池的光电转换效率达到3．25％．     

染料敏化太阳能电池的研究进展

染料敏化太阳能电池（dye-sensitized solar cells,DSSC）由于工艺简单、价格便宜、转换效率高等优点而受到大量关注。本文介绍了染料敏化太阳能电池的基本结构和工作原理,综述了染料敏化太阳能电池的研究现状,论述了光阳极上半导体薄膜的制备、改性方法;阐述了敏化染料和氧化还原电解质的要求、特点和分类。指出高性能半导体薄膜、光谱响应宽稳定性好的敏化染料以及高效全固态电解质的研发与应用是今后的主要研究方向。     

染料敏化太阳能电池的进展及前景

国际太阳能光伏产业近年来发展迅猛,随着中国太阳能光伏发电技术的不断提高,为产业发展开拓了新思路,市场前景日趋广阔。笔者简明地介绍了染料敏化纳米薄膜太阳能电池的结构和原理;综合评述了染料敏化太阳能电池的研究进展,总结了染料敏化纳米薄膜太阳能电池的关键材料:(1)染料(2)电极材料(3)电解质等的研究现状和发展趋势,指出了各自存在的问题,提出了部分解决设想,并对其工业化前景进行了探讨。     

1-丁基-3-甲基咪唑碘对染料敏化太阳电池的影响

采用季铵化反应合成了1-丁基-3-甲基咪唑碘([Bmim]I).以此制备了DSCs用液体电解质.通过对比不同浓度的1-丁基-3-甲基咪唑碘、碘化钾、碘,研究其对电池性能的影响.经过优化后,当cIL=0.9 mol.L-1、cKI=0.5 mol.L-1、cI2=0.12 mol.L-1时,所组装的离子液体DSCs在AM1.5,100 mW.cm-2下,DSCs的短路电流密度为15.97 mA.cm-2、开路电压为0.71 V、填充因子为0.55、光电转换效率可达6.34%.     

染料的结构对太阳电池性能的影响

讨论了染料敏化纳米薄膜太阳电池中染料的结构对其性能的影响, 着重分析了染料的吸附功能基团、取代基效应和配体对染料光电化学性质的影响.研究表明,决定染料光电性质的主要是染料与TiO2薄膜电极表面之间的相互作用.在联吡啶钌染料中,羧酸取代基的染料与TiO2薄膜表面的相互作用最强,而且羧基的取代位置在4,4' 位, 配体为-NCS时染料的光电性能最好.     

ZnO/SnO2复合膜敏化太阳电池的研究

采用溶胶-水热法制备了平均径拉为30nmZnO/SnO2复合胜,利用XRD,SEM对其晶相组成及表面形貌进行了表征.以N3染料作为光敏化剂,制备了染料敏化ZnO/SnO2复合膜太阳电池,光电测试结果表明:模拟太阳光下(100mW·cm-2),当物质的量比为nZnO:nSoO2-2时,其开路电压620mV,短路电流14.53mA/cm2,填充因子0.583,总光电转化效率为5.25%.并分析了膜结构及组成对光电性能的影响.     

花青素染料敏化太阳能电池的制备与性能

采用两种晶相TiO₂光阳极、蓝莓花青素染料、I-/I3-电解质溶液、复合碳层对电极制备了染料敏化太阳能电池。通过XRD、SEM分析了TiO₂纳米颗粒的微结构与形貌,以模拟太阳光和电化学工作站检测了电池的光电性能,结果发现,太阳能电池性能差异较大,金红石相光阳极电池的光电转换率为锐钛矿相光阳极电池的三倍多,结合TiO₂纳米颗粒形貌及电池的EIS分析了原因。     

量子点敏化太阳电池敏化剂的研究

量子点(QDs)的结构和组成决定了量子点敏化太阳电池(QDSSCs)光生电荷的产生、分离、传输及其光电转换效率。本文综述了近年来不同结构和组成的QDs作为敏化剂对QDSSCs效率的影响。