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.      

染料敏化TiO2纳晶太阳能电池研究进展

介绍染料敏化纳米晶 Ti O2 太阳电池的结构及其原理 ,对影响其光电转换效率的关键因素如纳米 Ti O2 膜、敏化染料、电解质做了探讨 .同时 ,对有机太阳能电池进行讨论并提出今后的研究方向 .     

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...     

光阳极结构对染料敏化太阳能电池性能的影响

染料敏化太阳能电池是一种新型的太阳能电池,通常用钛片做光阳极。用钛网代替钛片制备光阳极可组装成一种新型结构的染料敏化太阳能电池。采用电化学阳极氧化法,在磁力搅拌质量分数025%NH4F+体积分数225%H2O+乙二醇电解液作用下,在钛网和钛片表面制备TiO2纳米管阵列。其中,一组阳极氧化后的试样在具有微米颗粒的溶液中超声震荡。将制得的试样做光阳极组装染料敏化太阳能电池,并测试电池性能。用扫描电镜观察TiO2纳米管阵列。研究结果表明:阳极氧化所制备的TiO2纳米管阵列表面有覆盖层,超声处理可移去覆盖层,试样表面露出高度有序的纳米管阵列便于N719染料的灌入,而有效地提高染料敏化太阳能电池的光电转化效率。钛网光阳极组装的染料敏化太阳能电池比相同条件下钛片组装的电池,光电转换效率提高了74倍。     

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。     

染料敏化太阳能电池用固态电解质研究进展

染料敏化太阳能电池是近十几年来发展起来的新型高效率、低成本电池。电解质是关系到该电池稳定性的重要材料。介绍了染料敏化太阳能电池电解质的分类,讨论了准固态电解质和固态电解质的优缺点及其研究进展。使用传统的液态电解质获得的光电转换效率较高,但稳定性受到一定的影响,使用准固态电解质和固态电解质制备的染料敏化太阳能电池,稳定性有了较大的提高。重点讨论了准固态电解质以及无机p型半导体材料、有机p型半导体材料和导电高聚物等几种主要的固态电解质的特点和相应的电池稳定性。     

固态染料敏化二氧化钛纳晶薄膜太阳能电池的研究进展

固态染料敏化太阳能电池是目前能源研究的热点领域之一。我们设计并合成了一系列含有不同特性基团(如柔软的高分子链、可现场固化基团和高电导的离子液体基团)的高分子固态电解液应用于染料敏化太阳能电池;同时,结合理论模拟计算得出的二氧化钛纳晶薄膜工作电极和对电极的光散射效应与光限域效应能提高电池的光吸收效率,二氧化钛纳晶薄膜孔隙率的增大能增加固态电解液在膜内的渗透和扩散,对工作电极和对电极进行结构优化可得到高光电转换效率的固态染料敏化太阳能电池。     

染料敏化薄膜太阳能电池的研究进展

随着社会的不断发展,对于能源的重视程度不断增加。近年来,染料敏化太阳能电池的研究不断深入,它基于低廉的价格、较高的转换效率受到了广泛的关注。本文首先对染料敏化薄膜太阳能电池的基本原理进行介绍,并对结构进行初步分析,对国内染料敏化太阳能电池的研究进展,并对未来的使用前景进行预测。     

TiO_2纳米管的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

以氟化铵的乙二醇溶液为电解液,采用电化学阳极氧化法在钛片表面构筑了一层结构有序、纳米级的TiO_2纳米管阵列膜层,应用扫描电子显微镜(SEM)对膜层的形貌进行了表征,利用X射线衍射(XRD)研究了样品的晶相、结构,并分析了阳极氧化电压对TiO_2纳米管尺寸和结构的影响。结果表明:阳极氧化电压对TiO_2纳米管阵列的结构起到关键的作用,随着纳米管的管径和长度的增加,表面积增大。研究了TiO_2纳米管阵列膜层结构对染料敏化太阳能电池(DSSC)性能的影响。结果表明:二氧化钛纳米管阵列薄膜的管径对电池的效率有显著影响,当管径越大时,填充因子变大,DSSC的开路电压降低,而短路电流变大,光电转换效率也随之提高。     

染料敏化太阳能电池光阳极及其敏化

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.     

Preparation of photoanode and its application to flexible dye-sensitized solar cells

A TiO2 slurry was prepared by hydrothermal treating mixture of commercial TiO2 (P25),ethanol and distilled water in an autoclave.A flexible photoanode and dye-sensitized solar cell (DSSC) was fabricated on an ITO-coated poly (ethylene naphthalate) sheet (ITO/PEN) substrate by a doctor-blade technique.The sample was characterized with SEM,UV-vis,FTIR,and the photoelectric properties of the DSSC were measured.The influence of preparation conditions on the properties of the flexible DSSC was investigated.It is...     

High conversion efficiency of pristine TiO<Subscript>2</Subscript> nanotube arrays based dye-sensitized solar cells

We prepared highly-ordered titanium dioxide nanotube arrays (TNAs) by anodizing Ti foils in F-containing electrolytes.The crystalline nature and morphology of the TNAs were studied using X-ray diffraction patterns and scanning electron microscopy.We found the morphology of TNAs affects the light-to-electricity conversion efficiency (η) of dye-sensitized solar cells (DSSCs).The efficiency of DSSCs reached 5.95% under the condition of light illuminated from the counter electrode.The high efficiency of TNA-based DSSCs was attributed to the neat top surface of TNAs,which allows more dye molecule loading on the surface of the TiO 2 nanotubes,and fewer electron recombination centers and a low interface resistance of integrated TNAs.     

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%.     

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.     

大面积染料敏化太阳能电池的结构组件设计与性能测试

介绍了大面积染料敏化太阳能电池（DSC）的制备和设计思路,探讨了电阻对大面积染料敏化太阳电池光伏特性的影响,给出了解决这一问题的途径,并进行了内部串联（DSC）与内部并联（DSC）两种组件的性能测试。     

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.     

A new type quasi-solid state electrolyte for dye-sensitized solar cells

Dye-sensitized nanocrystalline TiO2 thin film solar cells (DSSCs) have attracted worldwide attention be- cause of their high efficiencies and low cost compared with the conventional silicon solar cells. An impressive conversion efficiency exceeding 10% wa…     

Quasi-solid state dye-sensitized solar cells based on pyridine or imidazole containing copolymer chemically crosslinked gel electrolytes

Quasi-solid state dye-sensitized solar cells based on chemically crosslinking with backbone polymers of poly(vinylpyridine-co-acrylonitrile) (P(VP-co-AN)) or poly(vinylimidazole-co-acrylonitrile) (P(VIM-co- AN)) and diiodide compounds of I(CH2)6I or I(CH2CH2O)nCH2CH2I solidified EC/PC/KI/I2 gel electrolytes have been fabricated. The ionic conductivities and apparent diffusion coefficients of I3? of the electro- lytes and cell performances have been investigated. Providing chemically crosslinking points, pyridine or imidazole from the backbone polymers benefited the open circuit voltage and fill factor of the cells. Consequently, the overall energy conversion efficiencies of the quasi-solid DSSCs improved over 10% even near 20% from that of the liquid electrolyte before solidification. Besides, the employing of crosslinker I(CH2CH2O)nCH2CH2I showed higher electrolytic and cell characters than that of I(CH2)6I.     

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%.