染料敏化太阳电池研究进展

本文介绍了基于TiO2光阳极的染料敏化太阳电池(DSSC)的结构、工作原理和染料敏化太阳电池中电解质的分类,并详细论述了有机溶剂电解质、离子液体电解质、准固态电解质、有机空穴传输材料和无机P型半导体材料的研究进展及其DSSC各项关键技术的实验和目前产业化研究的最新成果.     

染料敏化太阳电池的研究进展

本文叙述了染料敏化太阳电池的结构及其原理,对于燃料敏化太阳电池的关键技术的研究进展进行了重点综述,并对染料敏化太阳电池面对的问题及前景进行了展望。     

染料敏化太阳电池TiO2溶胶制备及其条件研究

利用钛酸四丁酯为前驱体,乙酰丙酮为螯合剂,异丙醇为溶剂,制备了TiO2溶胶并对其制备条件进行了分析,实验表明,采用滴加水的方式可得到稳定溶胶;在碱性条件下,能得到粒径可控的单一锐钛矿TiO2晶型;用乙酰丙酮作抑制剂,异丙醇作为溶剂可得到稳定的溶胶.     

染料敏化太阳电池及其光阳极研究

染料敏化太阳电池因其安全无毒、制作工艺简单、成本低廉等优势,在研究和开发方面得到广泛关注和重视。该文介绍了染料敏化太阳电池及其光阳极研究进展。指出了染料敏化太阳电池光阳极新材料和结构改进努力的方向。     

染料敏化二氧化钛纳米棒及其太阳电池的制备

以罗丹明-B为染料配制敏化剂,对二氧化钛(TiO2)纳米棒薄膜进行敏化处理后得到正电极,再加上用石墨制备的反电极,并滴加电解液,得到染料敏化纳米晶光电化学太阳能电池(NPC).实验结果表明,这种敏化方法在波长为470～750 nm的可见光范围内可以有效地提高太阳电池的吸光度和性能,电池的开路电压可达520mV.     

染料敏化太阳电池稳态平衡特性研究

建立了染料敏化太阳电池稳态平衡条件下的动力学模型.研究了电子扩散长度L、光吸收系数α、薄膜厚度d 等参数对其电子浓度分布特性及开路电压的影响,将理论模拟结果与实验结果进行了对比,较好的一致性说明了该模型的可靠性.     

染料敏化太阳电池产业化进程分析

染料敏化太阳电池结合了有机染料光敏剂和无机半导体的优势,具有较宽的光谱响应范围,制造工艺简单、成本较低,应用前景广阔,因而备受人们的关注。本文回顾了染料敏化太阳电池技术的发展历史,介绍了2001年以来国际上该电池产业化进程,并对该电池目前存在的问题和未来发展的趋势作了简要分析。     

染料敏化太阳电池电极工艺的比较研究

研究了以水热法和商业P25纳米氧化钛粉两种典型的工艺制备染料敏化太阳电池（the dye-sensitized nanocrystalline solar cell，简称DSSC电池），并对两种溶胶和电极特性进行了表征和分析，结合两种溶胶特性的测试，从溶胶颗粒大小、孔径和光学特性方面分析了溶胶特性对电池光电转换效率的影响。结果表明无论是从效率还是从成本方面考虑，以P25粉制备的DSSC电池都占据优势，为将来DSSC电池产业化采取何种工艺提供了一定的参考。     

染料敏化太阳电池电极工艺的比较研究

研究了以水热法和商业P25纳米氧化钛粉两种典型的工艺制备染料敏化太阳电池(the dye-sensitized nanocrystalline solar cell,简称DSSC电池),并对两种溶胶和电极特性进行了表征和分析,结合两种溶胶特性的测试,从溶胶颗粒大小、孔径和光学特性方面分析了溶胶特性对电池光电转换效率的影响.结果表明无论是从效率还是从成本方面考虑,以P25粉制备的DSSC电池都占据优势,为将来DSSC电池产业化采取何种工艺提供了一定的参考.     

天然植物染料敏化太阳电池的光电性能研究

采用萃取法从六种常见的植物中提取天然染料,对比分析了相应提取液作为敏化剂的染料敏化太阳电池(DSC)的光电性能.结果表明,不同植物提取液在色泽、吸附光谱以及组成DSC的光电性能上差异较大.以樟树叶为代表的含叶绿素的天然植物提取液在650nm处出现较强的吸收峰,而以康乃馨为代表的含花青苷的天然植物在520 nm处具有较强的吸收峰.DSC的转换效率并非随提取液颜色的加深而增加,而是和短路电流存在一定的正比关系.在所研究的6种植物中,黑豆提取液敏化的DSC的转换效率最佳,其值为0.255％,随后依次为樟树叶、玫瑰花、太阳花、黑米及康乃馨.     

染料敏化太阳电池光阳极修饰的机理研究

为改善染料敏化太阳电池(DSC)的光电性能,采用TiO2溶胶以3种不同方式修饰DSC的光阳极.采用强度调制光电流/光电压谱(IMPS/IMVS)技术研究了溶胶修饰对电子传输与复合特性的影响.在等效电路的基础上采用数值拟合方法对系统电阻Rs及并联电阻Rsh进行计算.结果表明:溶胶修饰光阳极有效地增大了电子寿命τn,缩短了电子传输平均时间τd,增大了光生电荷电量Qoc,提高了电子收集效率ηc.溶胶修饰后DSC等效电路中Rs减小,Rsh增大.研究表明,溶胶修饰有效地改善了光生电子的产生、注入、传输以及收集性能,提高了DSC效率.     

“染料敏化太阳电池机理与组件技术及其应用研究”2013年度报告

按照年度任务要求,该年度开展了以下工作:鸡尾酒式共敏化方案,拓展染料敏化太阳电池的吸收光谱;利用碘铅铵量子点、微米球等光散射特性提高器件的光电响应;利用光电调制阻抗和光电瞬态光谱技术研究器件微观纳米界面的电荷复合动力学过程;研究了银电极中温烧结工艺和低电阻制作技术和300 cm2高效电池组件研究。相关研究圆满完成了预期年度目标,电池组件效率达到了8.37%(300 cm~2)。     

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%。     

大面积并联染料敏化太阳电池的优化与设计

通过分析染料敏化太阳电池活性层电荷分布和电极表面的电流分布,提出了一个大面积染料敏化太阳电池的数学模型,并实验验证了模型的可靠性．以大面积并联染料敏化太阳电池为例,模拟研究了不同结构参数下电池的输出性能,结果表明当电池的材料和制作工艺一定时,通过优化电池的结构参数能获得最大的光电转换效率．     

LabVIEW在染料敏化太阳电池测试系统中的应用

该试验从染料敏化太阳电池的测试原理和所需要的测试方案出发,结合测试系统对软件系统的需求,并基于LabVIEW具有使用方便,易于扩展,能够实现模块化、实时性、多任务等方面的优点,选用LabVIEW为测试系统软件的程序设计语言,几年来的实验结果表明,此测试系统符合染料敏化太阳电池测试和实时监测的要求.     

静电喷镀制备染料敏化太阳能电池

目的为了提高染料敏化太阳能电池的光电转化效率,优化染料制备太阳能薄膜工艺,实现Ti O2薄膜的自动喷镀加工.方法采用新型静电喷镀方法代替传统的浸泡方式将敏化染料喷镀到二氧化钛工作电极上,染料脱附后进行UV-Vis光谱的测试,并组装成染料敏化太阳能电池,检测其光电性能.结果用静电喷镀方法喷镀的染料吸光度都好于浸泡法,且喷镀40次染料的吸光度最高.喷镀法制备的电池的光电性能也高于浸泡方法得到的电池的光电性能,并且随着喷镀次数的增加光电性能也越来越好,40次的光电转化率为3.26%.结论静电喷镀技术在一定程度上优化了染料敏化太阳能电池的制备工艺,不但增大了染料的吸附量同时也节省了染料敏化电极的时间,从而提高了电池的效率.     

单一天然染料制备染料敏化太阳能电池

目的研究天然染料敏化太阳能电池的光电性能并降低其生产成本,提高染料敏化太阳能电池的制作效率.方法采用一种有效的天然染料的提取与纯化方法,从不同种类的植物中提取了十一种天然染料,包括蔬菜、水果、茶叶等,组装成天然染料敏化太阳能电池,并检测其光电性能,最后对各个天然染料敏化太阳能电池的光电性能进行分析.本实验还采用了静电喷镀的技术,将染料喷镀到工作电极上,并将采用静电喷镀技术得到的结果与传统浸泡的方法相比较.结果采用蓝莓制备的染料作为光敏剂敏化的太阳能电池在所研究的十一种染料中表现出最好的光电性能,其光电转化效率达到1.11%.结论这种静电喷镀技术不仅提高了染料敏化太阳能电池的制作效率,从检测结果看,染料的吸光度也大大提高,为染料敏化太阳能电池光电转化效率的提高以及未来染料敏化太阳能电池的商业化发展奠定了基础.     

纳米晶TiO2在染料敏化太阳电池中的应用

以P25为原料,采用水热法制得以菱形为主、直径为10～15nm、比表面积达112m2/g的纳米晶TiO2.用该纳米晶TiO2制膜,并与用P25粉制成的膜进行对比,通过扫描电子显微镜、氮气吸附装置等对两种膜进行分析和表征.结果表明:纳米晶TiO2制成的膜颗粒小、分布均匀,BET比表面积是P25膜的两倍,膜厚相同时染料吸附量是P25膜的两倍多.将纳米晶TiO2膜与P25膜用于染料敏化太阳能电池上,分析染料敏化太阳能电池的光电特性,结果表明,用纳米晶TiO2组成的染料敏化太阳能电池具有高的光电流密度和转换效率.     

无缺陷纳米晶TiO2用于染料敏化太阳电池

以P25为原料,采用水热法制备出以菱形为主的具有完整结构的无缺陷纳米晶TiO2并用于染料敏化太阳电池上。纳米晶直径为12nm左右,比表面积达到112 m2/g。与用P25制成的膜相比,用纳米晶制成的介孔膜能吸附更多的染料和具有更好的光捕获效率。用纳米晶组成的染料敏化太阳电池具有高的光电流密度和转换效率。