纳米Au双壳层微球对染料敏化太阳能电池性能的优化

摘要

利用液相还原法制备的纳米Au双壳层Au@SiO2@TiO2（AST）微球,制备了一系列不同AST微球含量的复合光阳极及其染料敏化太阳能电池（dye-sensitized solar cells,DSSCs）.研究了不同含量AST微球对光阳极的光吸收以及DSSC性能的影响.研究表明,AST微球可显著增强光阳极的光吸收以及DSSC的短路电流密度（short-circuit photocurrent density,J（sc））和光电转换效率（photoelectric conversion efficiency,PCE）.当掺入AST微球的质量比（m（AST）∶m（TiO2））为1.6%时,对应的DSSC具有最大的J（sc）和PCE,分别为15.23mA·cm^-2和6.70%,相比于纯TiO2光阳极DSSC,分别提高了26.3%和19.0%.电池性能的显著改善可归因于AST微球中Au颗粒的局域表面等离子体共振（localized surface plasmon resonance,LSPR）和TiO2薄膜壳层的共同作用,使得光阳极的染料吸附量增加,光吸收增强,从而显著提高了电池的J（sc）和PCE.