卟啉类光敏剂在染料敏化太阳能电池中的应用

染料是染料敏化太阳能电池的核心之一,它的性质直接影响着电池的光电转换效率.多吡啶钌类配合物是目前最有效的染料,但存在合成困难、需要贵金属钌且对环境有一定的污染等缺点,因此近年来纯有机及含廉价金属染料的研究逐渐受到重视.卟啉类染料具有易合成、易修饰及在可见光区有强吸收等特性,这些特性使它在非钌染料的研究中受到青睐.本文从...     

有机染料敏化剂分子设计新进展

综述了应用于染料敏化太阳能电池的多吡啶钌配合物、胺类染料、卟啉和酞菁类染料分子设计方面影响其光电转化效率的因素研究及新进展.     

环金属钌配合物的合成、结构多样性及氧化还原调控（英文）

环金属钌配合物具有良好的氧化还原和光物理性质,在诸多光电领域如染料敏化太阳能电池、电致变色、电子转移等方面具有重要应用.环金属钌配合物的合成方法主要包括"后期金属化"、"前期金属化"、"转金属化"三种方法.环金属配合物具有丰富的结构多样性.环金属配合物由环金属配体和辅基配体与金属螯合形成.环金属配体包括N^C、N^N^C、N^C^N和C^C^C-类型多齿配体.辅基配体主要包括吡啶、咪唑、三唑、嘧啶等杂环.碳-金属键的引入大大降低了钌配合物的氧化还原电位.通过改变环金属配体和辅基配体的结构,可以对金属的氧化还原电位进行有效调控.金属钌配合物的氧化还原电位对敏化电池的性能以及电子转移的过程具有重要的影响.     

染料敏化纳米晶太阳能电池中敏化剂的研究进展

染料敏化剂是染料敏化纳米晶太阳能电池(DSSC)的重要组成部分,对电池性能有着重要的影响。本文将染料敏化剂分为有机金属配合物和纯有机化合物两大类,综述了这两类敏化剂的研究现状,同时讨论了其结构对光电转化效率的影响机理。     

一种含二并噻吩的全有机光敏材料

染料敏化太阳能电池由于具有较高的光电转换效率、较低的使用成本而越来越被世人关注。基于多吡啶钌配合物的染料已经获得了超过11％的效率，不过该类染料的生产成本较高，并且地球上金属钌的储量也有限，不能满足未来超大规模应用的需求。因此开发低成本的染料成为广大学者研究的重点，目前国际上已有人开发出了不含金属的全有机染料，并且获得了较高的转换效率。     

染料敏化太阳能电池对电极

对电极是染料敏化太阳能电池的重要组成部分,改进对电极是提高其能量转换效率及降低成本的有效手段之一.本文重点综述了2008年以来染料敏化太阳能电池对电极的研究成果,详细介绍了各类对电极包括金属Pt、Au、Ni,纳米炭材料和导电聚合物等对电极的优点和制备工艺.Pt对电极性能最好,但是高成本限制了它在染料敏化太阳能电池产业化中的应用;新型的价格低廉、活性较高的纳米炭材料和导电聚合物及其复合材料等对电极在染料敏化太阳能电池的研究中逐渐引起人们的重视.     

吡啶基酞菁Ru配合物电子结构和光谱性质计算

使用DFT和TD-DFT方法研究配合物[PcRu（RPy）（Py-COOH）]（Pc为酞菁;Py为吡啶;R分别代表COOH,CN,H,Me和OMe）以及它们的单、双电子氧化衍生物的电子结构和吸收光谱,分析表明中性配合物分子要比其氧化态更适合做染料.计算配合物在350 nm处有一个较强的Soret高能吸收带,而在600 nm的Q带吸收相对较弱.这些电子光谱被指认为酞菁环内的π→π^*跃迁和Ru→Py-COOH电荷转移.由于染料是通过轴向吡啶上的羧酸与半导体光阳极相联接,所以配合物的π→π^*跃迁对随后的电子注入没有贡献;加之该类配合物在400～580 nm可见光区无吸收,解释了该类配合物染料敏化太阳能电池光电转换效率低的原因.     

一种含二并噻吩的全有机光敏材料

染料敏化太阳能电池由于具有较高的光电转换效率、较低的使用成本而越来越被世人关注.基于多吡啶钌配合物的染料已经获得了超过11%的效率,不过该类染料的生产成本较高,并且地球上金属钌的储量也有限,不能满足未来超大规模应用的需求.因此开发低成本的染料成为广大学者研究的重点,目前国际上已有人开发出了不含金属的全有机染料,并且获得了较高的转换效率[1].     

环金属钌配合物的合成、结构多样性及氧化还原调控

环金属钌配合物具有良好的氧化还原和光物理性质,在诸多光电领域如染料敏化太阳能电池、电致变色、电子转移等方面具有重要应用。环金属钌配合物的合成方法主要包括“后期金属化”、“前期金属化”、“转金属化”三种方法。环金属配合物具有丰富的结构多样性。环金属配合物由环金属配体和辅基配体与金属螯合形成。环金属配体包括N^∧C、N^∧N^∧C、N^∧C^∧N和C^∧C^∧C-类型多齿配体。辅基配体主要包括吡啶、咪唑、三唑、嘧啶等杂环。碳-金属键的引入大大降低了钌配合物的氧化还原电位。通过改变环金属配体和辅基配体的结构,可以对金属的氧化还原电位进行有效调控。金属钌配合物的氧化还原电位对敏化电池的性能以及电子转移的过程具有重要的影响。     

方酸菁染料在有机太阳能电池中的研究进展

方酸菁作为一种重要的菁类染料,由于它在可见-近红外区有强烈的吸收和发射性质,以及良好的光热稳定性,使它在太阳能电池的研究中越来越受到重视.随着理论的不断完善,以及太阳能电池制作技术的成熟,方酸菁将在这一领域继续得到快速发展.综述了近年来方酸菁染料在染料敏化太阳能电池和本体异质结太阳能电池中的应用,从机理角度着重讨论了染料分子结构等因素对电池性能的影响,并提出了未来的研究方向.     

染料敏化太阳能电池固态电解质

染料敏化太阳能电池(DSCs)具有成本低廉、制作工艺简单、光电转换效率较高等优点,在新一代薄膜太阳能电池中,被认为是最具市场潜力的新型太阳能电池之一.电解质在染料敏化太阳能电池中起到桥梁作用,担负着还原染料、输运载流子完成电池内部循环的作用.液态电解质虽然效率高,但是易挥发和泄露,对电池的稳定性和寿命有很大的影响.因此...     

基于p型光电极的染料敏化太阳能电池研究进展

基于p型光电极的染料敏化太阳能电池是一种受到广泛关注的新型太阳能电池。根据电池的结构不同可以将其分为p型和p-n叠层型染料敏化太阳能电池。其中p-n型叠层染料敏化太阳能电池的理论光电效率可以达到43%,高于传统的基于n型TiO_2光阳极的染料敏化太阳能电池理论效率(30%),引起了科学界的高度关注。本文将总结基于p型光电极染料敏化太阳能电池(p型和p-n型叠层器件)的研究成果,重点介绍用于p型和p-n型叠层染料敏化太阳能电池的电极材料,染料及电解质的研究进展;同时总结目前该类电池发展中亟需解决的问题以及进一步提高器件效率的途径。     

准固态染料敏化太阳能电池中电解质体系的研究进展

染料敏化太阳能电池(Dye Sensitized Solar Cells)是新一代将光能转化为电能的重要能源转换装置。它具有低廉的材料和器件制作成本、较高的光电转换效率以及电池制作过程简单等诸多优点,拥有广阔的应用空间和巨大的潜在商业价值,因而吸引了广泛的研究关注。染料敏化太阳能电池主要由染料敏化的光阳极、电解质和对电极三个部分组成。其中,电解质作为染料敏化太阳能电池的重要组成部分,其对离子的传导和扩散,以及促进染料再生的能力极大地影响着染料敏化太阳能电池的电荷传输和光电性能。本文聚焦于染料敏化太阳能电池准固态电解质体系,主要从聚合物凝胶电解质、有机小分子凝胶电解质和无机纳米粒子凝胶电解质三大方面综述讨论了该研究领域当前最新研究进展,并对其未来研究趋势进行了展望。     

基于p型光电极的染料敏化太阳能电池研究进展

基于p型光电极的染料敏化太阳能电池是一种受到广泛关注的新型太阳能电池。根据电池的结构不同可以将其分为p型和p-n叠层型染料敏化太阳能电池。其中p-n型叠层染料敏化太阳能电池的理论光电效率可以达到43%,高于传统的基于n型TiO₂光阳极的染料敏化太阳能电池理论效率（30%）,引起了科学界的高度关注。本文将总结基于p型光电极染料敏化太阳能电池（p型和p-n型叠层器件）的研究成果,重点介绍用于p型和p-n型叠层染料敏化太阳能电池的电极材料,染料及电解质的研究进展;同时总结目前该类电池发展中亟需解决的问题以及进一步提高器件效率的途径。     

铼联吡啶系列光敏染料的合成

铼联吡啶配合物具有较高的氧化-还原电位及较好的光热稳定性,吸收可见光后可形成强的MLCT过渡态(Metal-to-Ligand Charge Transfer Transition),而且铼联吡啶配合物具有特殊的平面结构,使得染料分子可以呈现更加规则的有序排列,使其在纳米二氧化钛表面吸附的数量增加,提高对太阳能的吸收利用率,可用作Gratzel太阳能电池的光敏剂,为了研究配体上取代基团对铼联吡啶配合物结构和性能的影响,本文合成了吡啶环上分别带有甲基、羟基、氨基等不同供电子基团的铼联吡啶系列配合物1a,1b,1c,1d。     

多酸基光敏剂在染料敏化太阳能电池中的应用

染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,简写为DSSCs)是由Michael Gr覿tzel等开发的第三代光伏电池,它具有低成本、制作简单、光学性能可调、光电转换效率高等优势。其中光敏剂是DSSCs的重要组成部分,通过吸收可见光将电子传递到半导体导带,对整个电池的电子循环至关重要。广泛采用的光敏剂为N719等贵金属配合物,但其价格非常昂贵,很难实现大规模产业化。因此寻找低成本的非贵金属光敏剂是该领域的一项挑战。多金属氧酸盐(简称多酸,Polyoxometalates,简写为POMs)是一类具有纳米尺寸的分子基纳米材料,是分子型无机类半导体材料。多酸的富氧表面可以被活化和修饰,吸收光谱可以覆盖可见区甚至近红外区,具有合适的氧化还原电势,良好的热稳定性和溶解性。近年来,一系列研究表明多酸可以作为光敏剂应用在DSSCs中。本文中,我们以课题组多年来在POMs和太阳能电池领域的研究工作积累以及国内外同行专家的研究工作为基础,对多酸基光敏剂在DSSCs中的应用进行了详细综述。首先我们阐述了DSSCs的研究意义、多酸的简介、多酸的能级测量及调控。之后我们重点综述了多酸作为DSSCs中的光敏剂和共敏剂的研究。最后,我们对多酸基光敏剂在DSSCs领域的发展前景进行了总结和展望。本文有望引起多酸化学、材料化学及新兴交叉学科领域研究者的广泛研究兴趣,并为太阳能电池光敏剂的研究提供新的思路。     

两亲性D-π-A型有机染料在染料敏化太阳能电池中的应用

设计合成了6个带有烷基链的D-π-A型有机光敏染料应用于染料敏化太阳能电池. 发现长链烷基有利于电池开路光电压的提高. 利用脂肪酸共敏化可进一步提高染料分子的敏化效果, 且提高的程度与脂肪酸的链长有重要关系.     

染料敏化纳米晶太阳能电池

半导体纳米晶颗粒形成的膜具有非常大的比表面积，其表面上可以吸附大量的染料分子，因而可以有效地吸收太阳光，并将其转化为电能。本文介绍了染料敏化纳米晶太阳能电池的基本原理以及电池的结构。从电池各个组成部分分别介绍了染料敏化纳米晶太阳能电池的发展及其研究现状。     

两亲性D-п-A型有机染料在染料敏化太阳能电池中的应用

设计合成了6个带有烷基链的D-п-A型有机光敏染料应用于染料敏化太阳能电池.发现长链烷基有利于电池开路光电压的提高.利用脂肪酸共敏化可进一步提高染料分子的敏化效果,且提高的程度与脂肪酸的链长有重要关系.     

卟啉类光敏剂在染料敏化太阳能电池中的应用

染料敏化太阳能电池结合了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，对环境友好，应用前景广阔，因而备受人们的关注。本文以卟啉配合物为主线，介绍光敏太阳能电池的基本构造和光电原理，从改善电池性能的角度，综述了各种卟啉类光敏剂在染料太阳能电池中的应用，讨论了卟啉配合物及其超分子结构对光电转化率的影响机理。