29种天然染料敏化的太阳电池的性能研究

采用超声波萃取法从29种天然植物中提取染料, 测试天然染料的紫外-可见光(UV-vis)吸收光谱,探讨天然染料所 含的色素种类。采用水热法制备了TiO₂薄膜电极,用所提取的29种天然染料敏化TiO₂光 电极并将其组装成染料敏化太阳电池(DSSCs)。测试天然染料敏化的DSSCs 的光电性能结果显示,天然染料敏化的DSSCs的开路 电压Voc为0.46~0.64 V,短路电流I_sc为0.07~3.61mA· cm－2,其中山竹皮敏 化的DSSCs光电性能最佳,对应的I_sc和光电转换 效率η分 别为3.61mA·cm－2和2.13%。从天然 染料中挑选出7种不同吸收波段色素的染料进行协同敏化,UV-vis吸收光谱测试结 果显示混合染料的吸收峰一般有微小偏移。光电性能测试结果表明,协同敏化后的DSSCs的 性能一般都介于天然染料单独敏 化的两个DSSCs的性能之间,其中山竹皮和芥蓝协同敏化的DSSCs的η最高,为1.70%。对实验结果进行深入分析,探讨提高天然染料 敏化的DSSCs光电性能的途径。     

应用极化水分子模型研究单分子层受限水的介电性质

受限条件下水的介电性质因测量极具挑战,其在诸多电化学过程与反应输运过程中如何扮演关键角色从未被定量地澄清.本工作利用平衡态分子动力学模拟和受限体系介电性质计算方法,系统性地探索了0.65 nm限域尺寸、5×10⁸ Pa限域压强、不同温度条件下单分子受限冰和受限水的介电性质.详细比较了恒定偶极矩SPC/E水分子模型和可极化的SWM4-NDP水分子模型在描述受限冰、水结构与介电性质上的优劣势,包括统计分析SWM4-NDP模型模拟的单分子层受限水和受限冰的瞬时分子偶极矩概率密度分布,计算每个模拟体系的静态结构因子、静态偶极空间关联函数、静态介电常数、体系偶极时间关联函数和德拜弛豫时间.首次发现了极化水分子模型描述的低维度受限水和受限冰的奇异分子极性变化,并观察到两种模型描述静态结构性质的效果相当, SWM4-NDP模型对于静态介电常数描述的优势会因受限条件的增强而被大幅削减.但在受限水介电极化弛豫动力学性质描述上SWM4-NDP模型明显优于SPC/E模型.我们推断SWM4-NDP模型在探索受限水结构相变动力学以及受限体系离子输运和溶剂化动力学等过程的模拟研究中是比SPC...     

染料敏化太阳能电池中SrCO3包覆TiO2电极的界面特性研究

用水热法制备TiO2纳米材料,并对TiO2表面进行修饰.通过场发射扫描电子显微镜(SEM)和光电子能谱(XPS)对材料表面结构和成分进行分析.结果表明TiO2薄膜表面包覆了一层粒径较大的SrCO3颗粒,整个电极表面呈现均匀的多孔结构.使用电化学工作站对电池进行光电性能分析和EIS测试,由Ⅰ-Ⅴ曲线的结果可得,修饰后的电极性能更优越,短路电流提高了39.9;,光电转化效率提高了38.3;.由电化学阻抗谱(EIS)测试结果可以看出,修饰后TiO2/dye/电解质的界面阻抗大于修饰前,说明包覆层在一定程度上起到了阻碍电荷复合的作用,从而减小了暗电流.