二氧化钛纳米管染料敏化电池的制备和性能

利用两步阳极氧化法,在钛片上成功制备了高质量的二氧化钛纳米管阵列薄膜。利用场发射扫描电子显微镜,对二氧化钛纳米管阵列薄膜进行了形貌表征。之后,将不同厚度的薄膜组装成背光式染料敏化太阳电池,并测量了它们的光电转化性能。发现,随着薄膜层厚度的增加太阳电池的转化效率也逐渐提高。当薄膜厚度为15μm时,电池的转化效率达到3.04%。     

钛硅氧化物修饰对染料敏化太阳能电池性能影响研究

用溶胶-凝胶法配制了Ti-Si溶胶,并利用浸泡和煅烧法对染料敏化太阳能电池TiO2多孔光阳极进行了修饰处理,研究了Ti-Si氧化物修饰中Si含量对光阳极染料吸附量、TiO2/染料/电解质界面电荷传输电阻、电子寿命和光电转化性能的影响。发现Ti-Si氧化物修饰钝化了光阳极的表面态,改善了电极的电子寿命,促进了电荷的有效传输,提高了光生电子向TiO2中的注入效率;当Si含量为摩尔分数10%时,电池获得最高的光电转化效率7.11%。     

染料敏化太阳能电池TiO2薄膜电极的染料吸附性能研究

采用手工刮涂法制备了染料敏化太阳能电池( DSSC)的TiO2薄膜电极,用解吸的方法和正交试验研究了DSSC电池TiO2薄膜电极的染料吸附性能,并结合统计分析方法对染料吸附试验数据进行了分析处理.研究结果表明TiO2薄膜电极具有最优染料吸附性能的烧结条件为:以2℃/min的速率升温至450℃,保温50 min后随炉冷却...     

基于纳米结构的染料敏化太阳能电池三区模型仿真

染料敏化太阳能电池以其工艺简单、成本低廉、潜在的较高光电转化效率赢得了人们的青睐.论文对其工作原理合理简化,将电池考虑为由二氧化钛半导体、赝均匀介质层和电解质层三部分介质组成,应用载流子连续方程和传输方程以及泊松方程对其进行建模.讨论了电池内部各部分的电学特性和纳米管长度对电池性能的影响.     

TiO2纳米管阵列对染料敏化太阳能电池性能的影响

通过恒压阳极氧化法在Ti箔表面制备了结构规整的TiO2纳米管阵列,研究了氧化时间和退火温度对纳米管阵列的尺寸和晶体结构的影响。用制得的纳米管阵列电极组装了染料敏化太阳能电池(DSSC),研究了纳米管长度、退火温度和电极面积对DSSC光电性能的影响。结果表明,纳米管管径和壁厚均与氧化时间无关,而纳米管长度则随着氧化时间延长而增加。在450℃及更低温度退火时,纳米管中只出现锐钛矿相;而在500℃退火时,纳米管中则又出现了金红石相。由厚度为27μm、退火温度为450℃的纳米管阵列电极组装成的DSCC具有最佳的光电转化性能。DSCC的光电转化效率随电极面积的增加而降低。     

染料敏化太阳电池的光阳极制备及其性能优化

详细讨论了染料敏化太阳电池二氧化钛纳米粒子、丝网印刷胶体、二氧化钛电极、对电极、电解质的制备方法,得到最优化的TiO2纳米晶电极的厚度为12μm左右。通过改善电极染料吸附量、纳米晶颗粒间的电接触性能以及电极对可见光的透射和反射能力,电池的光电性能得到显著提高。     

硫化钴镍的制备及其作染料敏化太阳能电池对电极的性能研究

不同温度下通过两步水热法在氟掺杂氧化锡导电玻璃上制备了钴镍双金属硫化物对电极。并通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安测试(CV)、电化学阻抗谱分析(EIS)以及光电流密度-电压特性曲线(J-V)分别研究了其物相、表面化学元素组成及其化学状态、表面形貌、电催化活性和光电转化性能。结果表明该硫化物为直立片状的NiCo_2S_4,90℃制备的对电极具有较高的电催化活性,其电池的光电转化效率达到了与Pt电极电池效率(6.02%)相比拟的值(5.74%)。而120℃制备的对电极虽然具有更大比表面积,但其膜太厚,显著增加了电解质的能斯特扩散电阻,导致其电池效率偏低。     

溅射功率对染料敏化TiO2电极光电性质的影响

用直流磁控溅射法在不同溅射功率下沉积了TiO2薄膜,并制备了染料敏化太阳能电池。I-V曲线的结果表明,150～200W,随着溅射功率的升高,电池的短路光电流和光电转换效率增大,200W时制备的TiO2电极的光电转换效率较175W时的提高了75%,225W时短路光电流和转换效率均有所下降;从喇曼光谱、透射光谱等的表征可知,200W时沉积的TiO2薄膜开始形成锐钛矿结构,并且其厚度比225W时沉积的薄膜更大。     

用于染料敏化太阳电池的新型碳纳米管材料

介绍了利用简单有效的电泳沉积工艺制备新型碳纳米管薄膜材料,并应用于染料敏化太阳电池。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)等表征手段发现,制备的新型碳纳米管薄膜材料直径均匀分布,且形成一种均匀的网状结构,这种均匀的网状结构有利于电子的传输。循环伏安法测试其电化学性能,并且对制备的染料敏化太阳电池的光电性能进行测试。实验结果表明,电泳沉积制备的碳纳米管薄膜具有良好的导电和催化性能,作为对电极组装的染料敏化太阳电池光电转换效率达到6.54%,有希望替代传统的铂对电极。     

硫化锡薄膜制备及其在染料敏化太阳能电池中应用研究

硫化锡薄膜是一种重点研究的染料敏化太阳能电池对电极材料。采用低温沉积技术制备硫化锡薄膜。采用SEM、TEM、XPS表征硫化锡薄膜的形貌结构以及元素和价态。结果分析表明,在FTO上可直接获得硫化锡薄膜,且呈现出片状结构。通过调控二水合氯化亚锡和硫代乙酰胺的摩尔比,有效调控其表面形貌。电化学测试表明,当二水合氯化亚锡和硫代乙酰胺的摩尔比为1∶1时,硫化锡薄膜展现出较好的电催化性能。以硫化锡薄膜为对电极,组装染料敏化太阳能电池,并测试其电流密度-电压曲线。结果表明,电池器件光电转换效率达到3.14%。可见,采用低温沉积技术制备的硫化锡薄膜可作为非铂对电极材料,具有广阔的应用前景。     

TiO_2的制备及其在钙钛矿太阳电池中的应用

分别采用溶液法和磁控溅射法制备了TiO_2薄膜。其中对采用磁控溅射法制备的样品进行了退火。用扫描电子显微镜(SEM)观察了薄膜的表面形貌,表征结果发现,与溶液法制备的TiO_2薄膜相比,采用磁控溅射法制备的薄膜更加致密,表面粗糙度更低。X射线衍射(XRD)测试结果说明,溶液法制备的薄膜是多晶结构,而磁控溅射制备的薄膜是非晶结构,经过500℃退火后溅射的样品也只有一个(101)峰。在制备好的TiO_2薄膜上旋涂钙钛矿层,将其制备成太阳电池,并测试其光电性能。I-V曲线表明,采用磁控溅射法制备的TiO_2薄膜制备的电池具有更高的开路电压。     

染料敏化太阳能电池改性PEDOT:PSS对电极的制备

通过滚涂法制备了一种掺杂二甲基亚砜(DMSO)和炭黑的改性PEDOT:PSS新型对电极.固定炭黑的加入量,调节PEDOT:PSS与DMSO的比例,用滚涂法制备了不同的薄膜对电极.通过四探针测试仪、扫描电镜、太阳电池测试仪,分别测试了薄膜对电极的方块电阻、表面形貌及其光电性能.结果表明,当PEDOT:PSS溶液与DM-SO的质量比为4.5∶1时,制备的对电极组装的电池性能最佳,短路电流密度为2.12 mA/cm2,开路电压为0.64 V;炭黑的加入使电池的光电转化效率从1.02%提高到1.81%.     

染料敏化TiO_2单晶纳米棒阵列太阳电池的性能

采用水热法一步合成出TiO2单晶纳米棒有序阵列,进而制备出染料敏化太阳电池。重点探讨了退火时间变化对电池光电转化效率的影响。研究结果表明,与未退火的纳米棒组装而成的电池相比,退火后的纳米棒电池显示出更高的光电转化效率。并且当退火时间为7 min时,光电转化效率最高(5.05%),提高到未退火电池光电转化效率的300%以上。电池性能提高的原因有:TiO2纳米棒阵列与衬底间结合力的增强有利于电子传输;表面态缺陷的减少有利于抑制光生载流子的复合。结合SEM,TEM和J-V曲线等表征手段探讨了这一现象背后的物理机制。     

有机太阳能电池电极修饰方法的研究进展

20世纪以来,能源问题日益成为制约世界经济发展的瓶颈。人们逐渐把目光投向可再生无污染能源,诸如太阳能、风能、生物能、潮汐能等可循环利用资源,其中太阳能的应用前景最为广阔,把太阳能转化为电能已成为现实。文章重点研究提高有机光伏电池效率的电极修饰方法,主要介绍了有机太阳能电池阴阳两极界面修饰的材料和方法,同时阐述了新的阳极材料和电池结构模型即反型倒置太阳能电池的研究进展情况,通过大量的理论和实验证明,电极修饰可极大地提高器件的光电转换效率、寿命和稳定性。     

1MeV电子辐照对硅常规电池性能的影响

本文研究p~+/n硅常规电池受1MeV电子辐照前、后性能参数的变化.实验数据与计算结果均表明,随着电子辐照强度的增加,电池的内部参数S_p/D_n逐渐增大,L_n和L_p逐渐变小,尤其是基区中L_p快速下降,这是导致电池性能衰退的主要原因.     

染料共敏化纳米晶太阳能电池的性能研究

采用罗丹明-B与香豆素混合的方法,配制成敏化剂修饰纳米晶薄膜.实验结果证明,这种共敏化的方法可以在可见光范围内有效提高电池的吸光度,使得电池的性能比单独使用罗丹明-B敏化有了大幅度提高.实验中,罗丹明-B与香豆素共敏化的电池的开路电压达到了550mV,短路电流达到了0.1375mA/cm^2.     

Thermal stress effects on Dye-Sensitized Solar Cells (DSSCs)

Since the DSSCs gain heat during exposure to sunlight increasing its own temperature, we have studied the role of temperature on the degradation of DSSCs. We have performed pure thermal stresses keeping the devices at a constant temperature inside a climatic chamber and monitoring the electrical parameters during stress. We found that temperature alone strongly impacts on the DSSC performances, enhancing the degradation of the sensitizer and then reducing the photo-generated current.     

激光化学气相沉积法制备TiO2薄膜

利用激光化学气相沉积(LCVD)方法,以钛金属有机化合物为前驱体,以O2为反应气体,在激光功率PL为0～200 w、基板预热温度为400～700℃的条件下,制备出了金红石型TiO2薄膜和金红石型与锐钛矿型混合TiO2薄膜.研究表明,激光功率和基板预热温度对所沉积的TiO2薄膜的物相组成、截面组织,表面形貌和薄膜生长速度均有着显著的影响.     

Photoaccumulating Nanoheterostructures Based on Titanium Dioxide

Semiconductors - Nanoheterostructures based on titanium dioxide synthesized by the sol–gel technique are studied. Microscopy, X-ray diffraction, optical spectroscopy, and electron-spin...