中文名 | N-TiO2基Zn-卟啉染料敏化太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化效率研究 | 項(xiàng)目類(lèi)別 | 面上項(xiàng)目 |
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項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 | 譚欣 | 依托單位 | 天津大學(xué) |
本項(xiàng)目以TiO2 納米管陣列薄膜形貌特征、染料敏化太陽(yáng)能電池(Dye-Sensitized Solar Cells, DSSCs)光陽(yáng)極各界面鍵合機(jī)制(制備TiO2 納米管薄膜與P25、TiO2 光陽(yáng)極薄膜與染料以及其與FTO 導(dǎo)電玻璃基底)對(duì)電池光電轉(zhuǎn)化效率影響為主線(xiàn)展開(kāi)研究,其研究主要內(nèi)容包括TiO2 納米管陣列薄膜制備與表征、TiO2 光陽(yáng)極薄膜制備及電池組裝、電池性能測(cè)試與評(píng)價(jià),超額完成研究計(jì)劃,取得一系列有特色創(chuàng)新性成果。三年來(lái),共發(fā)表文章8 篇,其中3 篇 SCI 檢索,7 篇EI 檢索,1 篇中文核心,特別是2012 年在RSC Advances 發(fā)表文章(RSCAdv., 2012, 2, 12657-12660),采用簡(jiǎn)單可行的陽(yáng)極氧化與熱處理相結(jié)合方法制備 “FS-TNT arrays”(免支撐TiO2 納米管陣列薄膜),深入分析和討論其制備機(jī)制,而后將其應(yīng)用在透明光陽(yáng)極基染料敏化太陽(yáng)能電池研究上,實(shí)現(xiàn)7.62%的光電轉(zhuǎn)化效率,為下一步研究工作開(kāi)展提供了新思路和切入點(diǎn)。同時(shí)我們也多次參加國(guó)際國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)會(huì)議進(jìn)行學(xué)術(shù)交流,2011、2012 年先后兩次受邀在國(guó)際能源學(xué)術(shù)會(huì)議上進(jìn)行口頭報(bào)告交流。
太陽(yáng)能電池作為太陽(yáng)能媒介,期望能緩解能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題而倍受關(guān)注。但TiO2較大的禁帶寬度和染料敏化劑在電極薄膜(TiO2薄膜)表面吸附量難于提高且不穩(wěn)定性,限制了其對(duì)太陽(yáng)光的利用率和光電轉(zhuǎn)化效率的提高?;诖?,本研究提出以可見(jiàn)光響應(yīng)光催化劑氮摻雜改性TiO2(N-TiO2)取代純二氧化鈦?zhàn)鳛榧{米晶膜,可使太陽(yáng)光的利用紅移至750-800nm,同時(shí)提高電池內(nèi)的光生電子密度(ED)和光生電子壽命(τ),降低光生電子擴(kuò)散系數(shù)(D);以?xún)?yōu)化后的Zn-卟啉作為染料敏化劑,增強(qiáng)染料敏化劑與薄膜的鍵合強(qiáng)度,提高染料敏化太陽(yáng)能電池的使用壽命。由于Zn-卟啉的吸收峰廣泛分布于350-700nm之間,在其與N-TiO2協(xié)同作用下可紅移吸收光波至750-800nm,因此可大幅度提高對(duì)太陽(yáng)光可見(jiàn)光利用率和光電轉(zhuǎn)化效率,此研究成果為染料敏化太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率進(jìn)一步提高提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)儲(chǔ)備。
您好,染料敏化太陽(yáng)能電池染料還是很不錯(cuò)的。原材料豐富、成本低、工藝技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單,在大面積工業(yè)化生產(chǎn)中具有較大的優(yōu)勢(shì),同時(shí)所有原材料和生產(chǎn)工藝都是無(wú)毒、無(wú)污染的,部分材料可以得到充分的回收,對(duì)保護(hù)人類(lèi)環(huán)...
主要原理是光合作用。主要優(yōu)勢(shì)是:原材料豐富、成本低、工藝技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單,在大面積工業(yè)化生產(chǎn)中具有較大的優(yōu)勢(shì),同時(shí)所有原材料和生產(chǎn)工藝都是無(wú)毒、無(wú)污染的,部分材料可以得到充分的回收,對(duì)保護(hù)人類(lèi)環(huán)境具有重要...
國(guó)內(nèi)有哪些染料敏化太陽(yáng)能電池公司?
國(guó)際上知名的生產(chǎn)廠(chǎng)商一般就是實(shí)驗(yàn)藥品供應(yīng),也有成品買(mǎi)。 Dyesol、Solaronix都有賣(mài),國(guó)內(nèi)的七色光、武漢格奧都可以買(mǎi)到樣品,當(dāng)然只是樣品。 目前的狀況是以實(shí)驗(yàn)品的銷(xiāo)售為主,還沒(méi)能應(yīng)用到實(shí)際生...
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引言 本文介紹了植物色素染料敏化TiO2納米薄膜太陽(yáng)能電池的手工制作步驟和性能以及DIY太陽(yáng)能電池作為研究性學(xué)習(xí)的課題意義。
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染料敏化太陽(yáng)能電池因其眾多優(yōu)點(diǎn)受到了廣泛的關(guān)注,光陽(yáng)極作為染料敏化太陽(yáng)能電池的主要部分,直接關(guān)系到最終的光電轉(zhuǎn)換效率。本文探討了手術(shù)刀法、絲網(wǎng)印刷法、旋涂法等制膜工藝,并重點(diǎn)對(duì)絲網(wǎng)印刷工藝進(jìn)行了研究,對(duì)比了表面形貌、染料吸附能力和電化學(xué)性能,確定了最佳的絲印工藝參數(shù)。
從電流產(chǎn)生的過(guò)程考慮,IPCE與光捕獲效率(lightharvestingefficiency)LHE(l)、電子注入量子效率finj及注入電子在納米晶膜與導(dǎo)電玻璃的后接觸面(backcontact)上的收集效率fc三部分相關(guān)。見(jiàn)公式:
IPCE(l)=LHE(l)′finj′fc=LHE(l)′f(l)
其中finj′fc可以看作量子效率f(l)。由于0£LHE(l)£1,所以對(duì)于同一體系,IPCE(l)£f(l)。兩者相比,IPCE(l)能更好地表示電池對(duì)太陽(yáng)光的利用程度,因?yàn)閒(l)只考慮了被吸收光的光電轉(zhuǎn)化,而IPCE(l)既考慮了被吸收光的光電轉(zhuǎn)化又考慮了光的吸收程度。譬如,若某電極的光捕獲效率為1%,而實(shí)驗(yàn)測(cè)得量子效率f(l)為90%,但其IPCE(l)只有0.9%。作為太陽(yáng)能電池,必須考慮所有入射光的利用,所以用IPCE(l)表示其光電轉(zhuǎn)化效率更合理;作為L(zhǎng)B膜或自組裝膜敏化平板電極的研究主要用來(lái)篩選染料而不太注重光捕獲效率,所以常用f(l)表示光電轉(zhuǎn)化效果。在染料敏化太陽(yáng)能電池中,IPCE(l)與入射光波長(zhǎng)之間的關(guān)系曲線(xiàn)為光電流工作譜。
在大氣質(zhì)量為AMl.5的條件下測(cè)試,
硅太陽(yáng)能電池的理論光電轉(zhuǎn)換效率的上限值為33%左右:
商品硅太陽(yáng)能電池的光/電轉(zhuǎn)換效率一般為12%~15%
高效硅太陽(yáng)能電池的光/電轉(zhuǎn)換效率一般為18%~20%
其數(shù)學(xué)表達(dá)式見(jiàn)公式:
IPCE=1240Isc/(lPin)其中Isc、l和Pin所使用的單位分別為μAcm-2、nm和Wm-2。