染料敏化太阳能电池碳对电极研究进展

综述了染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSC)结构和对电极作用以及近年来染料敏化太阳能电池对电极材料种类及研究进展.重点介绍了染料敏化太阳能电池碳对电极研究进展,包括碳材料性能,碳材料对电极制作工艺和各种性能参数,以及碳对电极与其他材料对电极相比优缺点.最后提出,由于碳对电极导电性能和催化性能良好,光电效率相对较高,且价格低廉,碳材料制备对电极具有广阔发展前景,已成为目前染料敏化太阳能电池重要研究方向.     

敏化太阳能电池中石墨对电极制备与性能

纳米材料具有特殊的物理化学性能,发展迅速,具有催化功能的纳米石墨材料更是在电催化领域应用广泛。文中以纳米石墨为原料,采用球磨、匀浆、超声-旋转等方法制备廉价的石墨材料替代铂作为敏化太阳能电池(DSC)的对电极,并将其组装成电池进行光电性能测试,探讨了不同制备方法对纳米石墨形貌与光电性能的影响,实验结果表明:用超声-旋转法制备的石墨材料组装的电池性能最佳,与铂对电极组装的电池相比较,在一个标准太阳光下的光电转换效率达到铂对电极DSC的80.3%.     

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.     

CdTe敏化太阳能电池电解质和对电极的改进

通过改进对电极和优化电解质,研究电解质和对电极对量子点敏化太阳能电池性能的影响,进一步提高Cd Te量子点敏化电池的效率。以Cu2S取代传统的Pt作对电极,能获得更好的催化特性,电池的填充因子和效率提高了近一倍。采用多硫电解质,优化S2-和S的量以及水醇比来提高电解质氧化还原的能力。采用改进的电解质和对电极,获得了效率为1.47%的Cd Te量子点敏化太阳能电池。     

染料敏化太阳能电池光阳极及其敏化研究进展

染料敏化太阳能电池是近十几年来发展起来的新型的高效率、低成本的光电池。起负载敏化剂以及收集和传输电子作用的光阳极是关系到该电池性能的重要部件,且其敏化的效果是整个光电池光电转换效率的关键。本文介绍染料敏化纳米晶TiO2太阳能电池的基本结构和工作原理,从原理上指出了光阳极提高和改进的目标所在。综述了作为光阳极的纳米晶TiO2薄膜的分类及常用的制备方法和敏化方法。在制备技术方面,指出丝网印刷技术由于其大面积制备的可操作性,是实现未来工业化的手段,但它依然需要改进和优化;在染料敏化上,寻找低成本、高性能的敏化剂将是今后研究的重点。通过光敏化。获得具有好的光收集效率、快速的电荷传输以及优越的抑制电荷复合性能的多孔膜,将是未来染料敏化纳米晶TiO2太阳能电池光阳极研究的方向。     

染料敏化纳米薄膜太阳能电池的研究进展

染料敏化纳米薄膜太阳能电池（DSSC）是一种新型的太阳能电池。介绍了染料敏化纳米薄膜太阳能电池的结构和工作原理,并对其组成要素如多孔纳米膜、光敏化染料、电解质、对电极等的研究进展进行了简述。同时对染料敏化纳米薄膜太阳能电池的发展进行了展望。     

高原型玫瑰花染料敏化太阳能电池的研究

文中采用酸、碱及中性溶液从高原型玫瑰花中提取色素制成染料敏化太阳能电池所需的染料。通过对提取出的高原型玫瑰花染料用于敏化太阳能电池后进行光电性能测试和量子效率测试,得到在一定的条件下提取的高原型玫瑰花染料用于敏化太阳能电池获得0.26%的光电转换效率。     

染料敏化太阳能电池的研究型实验教学初探

研究型教学是一种新的教学理念,是高等教育新一轮教学改革的重要方向。实验教学是研究型教学的重要载体。开展研究型实验教学,可以多层次、全方位培养学生的创新意识、实践能力和科研能力。对于染料敏化太阳能电池的研究型实验,学生在完成的过程中,通过文献查阅,尝试独立进行实验准备和设计,综合运用多项实验技术和表征手段,得到不同性能的产品,自己进行评价和提出改进方法,并且以科学论文的形式撰写实验报告,引发学生的科学研究兴趣,对培养学生的创新意识和实践能力具有重大意义。     

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.     

Low temperature fabrication of high performance and transparent Pt counter electrodes for use in flexible dye-sensitized solar cells

High performance Pt counter electrode is prepared by using vacuum thermal decomposition at a relatively low (120℃) temperature on a flexible polyethylene naphthalate substrate coated with indium-doped tin oxide for use in flexible dye-sensitized solar cells.The obtained Pt counter electrode shows a good chemical stability,high light transmittance,and high electrocatalytic activity for the I3-/I-redox reaction.The energy conversion efficiency of a flexible dye-sensitized solar cell based on the prepared Pt counter electrode and a TiO 2 /Ti photoanode reaches 5.14% under a simulated solar light irradiation with intensity of 100 mW cm-2.     

CuInS2／石墨烯混合物的合成及其在太阳能电池中的应用

在不同的溶剂中通过温和的溶剂热法,成功地合成 CuInS2纳米晶体。这些合成好的 CuInS2粉末被 X光衍射表征后,又作为对电极被组装成染料敏化太阳能电池。通过检测可以发现乙二醇是合成 CuInS2过程中最佳的溶液。这主要表现在用乙二醇合成的 CuInS2作为电池对电极时的转化率可以达到5·49％,这个值要比用其他溶液合成的 CuInS2转化率高。然后,将在乙二醇溶剂中合成的 CuInS2粉末与石墨烯的氧化物混合形成 CuInS2纳米晶体／石墨烯纳米复合材料,这种材料可以提高 CuInS2在染料敏化太阳能电池方面的性能。通过透射电子显微镜法,可以证明 CuInS2生长在石墨烯纳米网中。与传统的铂对电极电池（6·90％）相比,这种纳米复合材料具有相对较好的光电转化率（6·28％）。     

A novel method for preparing platinized counter electrode of nanocrystalline dye-sensitized solar cells

The platinized FTO glass counter electrode was prepared by employing techniques of colloid preparation, Langmuir-Blodgett film and serf-assembly. The present electrode had very low platinum loading, high catalytic activity for iodine/triiodide reduction reaction. Compared with the conventional counter electrodes used in nanocrystalline dye-sensitized solar cells, the present electrode had provided a much higher catalytic performance which was attributed to the structure of platinum nanoclusters distributed homogeneously on the electrode.     

染料敏化太阳能电池中多孔电极制备及性能

将喷涂法应用于制备染料敏化太阳能电池光阳极,具有浆料制备简单、易操作、成本低廉等优势.本文以钛酸丁酯和P25为原料配制浆料,采用喷涂法制备二氧化钛薄膜,选择乙二醇作为造孔剂,探索了乙二醇的最佳加入量.通过对电池I-V曲线,二氧化钛薄膜表面粗糙度、染料吸附量和漫反射谱,以及光阳极的扫描电镜照片和交流阻抗图谱的分析,得到如下结果:当乙二醇与钛酸丁酯的体积比为1∶1时,二氧化钛薄膜的粗糙度最大,即孔隙率和比表面积最大,因此染料吸附量达到1.47×10-7mol·cm-2,电池性能最好,其中开路电压为0.69 V,短路电流为13.0 m A·cm-2,光电转化效率达到5.38%,比不加造孔剂时增加了将近1倍,此时电子的扩散转移电阻也最小.     

二氧化钛纳米管复合薄膜电极制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

采用强碱水热法合成二氧化钛纳米管,并与二氧化钛纳米颗粒混合作为染料敏化太阳能电池电极材料.当纳米管与纳米颗粒按照1:1摩尔比混合时,经过500℃烧结1h后,转化成锐钛矿晶型;平均孔体积0.30 cm3/g,平均孔径11.42 nm,比表面积为105.58 m2/g;电极对染料的吸附量达到4.85×10-8mol/cm2;电池的短路光电流密度8.70 mA/cm2,开路光电压0.76 V,填充因子0.60,光电转化效率3.96%.     

Electrolytes in solid-state dye-sensitized nanocrystalline solar cells

In this paper, the structure and operating principle of the dye-sensitized nanocrystalline solar cells (DSSC) are discussed. The electrolytes can be divided into three types: liquid electrolyte, quasi-solid electrolyte and solid electrolyte. Based on the relevant study of our group, we summarized mainly the research progress of the quasi-solid electrolyte and solid electrolyte in solid-state DSSC.     

Nanostructured transition metal nitride composites as energy storage material

There are growing demands for the next generation lithium ion batteries with high energy density as well as high power performance for renewable energy storage and electric vehicles application.Recently,nanoscale materials with outstanding energy storage capability have received considerable attention due to their unique effect caused by the reduced dimensions.This review describes some recent developments of our group in research of transition metal nitride nanocomposites in application of energy storage,especially for lithium ion battery and supercapacitor.The strategies of mixed conduction(electron and ion) network with a favorable charge transportation interface in the design of the nanocomposites for such devices are highlighted.     

碳化细菌纤维素在钙钛矿太阳能电池对电极中的研究

在高效的钙钛矿太阳能电池(PSCs)中,通常采用贵金属对电极(Au、Ag)和昂贵的空穴传输材料(HTM),导致了高成本和不稳定等问题.该研究使用稳定的无HTM的CsPbBr3纯无机钙钛矿的PSCs,将结构优异的天然纳米生物材料细菌纤维素(BC)经过高温碳化得到具有纳米精细结构、大表面积和孔容的多介孔碳化细菌纤维素(CBC)材料,对该材料进行SEM、XRD、FT-IR、比表面积、电导率测试以证实该材料在PSCs上的应用潜质.根据PSCs对电极的应用需要,将CBC及其与商业导电碳浆(CS)混合物作为PSCs对电极材料,通过J-V、IPCE等测试,发现纯CBC材料的电池效率高于纯CS,在作为PSCs对电极方面具有很大的潜力.该研究不仅扩大了生物质碳材料的应用领域,而且有望将CBC作为低成本稳定高效PSCs对电极材料.