染料敏化太阳能电池

摘要： 基于HQSAR方法,建立了35种芳胺类化合物分子结构与相应能量转化效率的定量构效关系模型。当碎片大小、碎片区分参数、全息长度和主成分数分别为“B、H、Ch、DA”、“4-7”、“97”和“6”时,可以建立最优HQSAR模型。采用两种验证方法对模型的稳健性和预测能力进行了评价,留一交叉验证中q^(2)=0.734,r^(2)=0.940;外部测试集验证中r^(2)_(m)=0.8442,Δr^(2)_(m)=0.0111,CCC=0.9436,Q_(2)_(F3)=0.9312。结果表明,所建立的模型具有良好的稳健性和预测能力,可以对芳胺类化合物的能量转化效率进行比较准确的预测。

摘要： 采用全息定量构效关系(HQSAR)方法建立了染料敏化太阳能电池香豆素类染料敏化剂结构信息与光电转化效率(PCE)之间的定量结构性质关系(QSPR)模型。构建的最有效HQSAR模型(q^(2)_(cv)=0.895,R^(2)=0.946)的片段参数为:fragment size“2~7”:hologram length“97”,fragment distinctions“B”。两种验证方法,外部测试集验证和留一法交叉验证(LOO-CV)用于检验开发的最佳HQSAR模型的质量。结果表明,HQSAR方法可以作为一种快速有效的工具,来预测香豆素染料敏化太阳能电池的PCE值。

摘要： 由于在染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cell, DSSC)中存在染料弛豫、半导体薄膜中电子与氧化态染料分子发生反应和电子在电解质中与氧化态离子复合等不利反应,利用一个更完善的DSSC载流子传输模型对电池的光电性能进行模拟就显得非常重要。为此,本文基于由多重俘获理论建立的DSSC中的包括电子、染料阳离子、碘化物和三碘化物在内的载流子传输模型,数值模拟得到了不同TiO_(2)薄膜厚度、不同入射光强度与不同染料分子吸收系数下DSSC的J-V曲线。结果表明,随着TiO_(2)薄膜厚度的增加,太阳能电池的短路电流密度增大,开路电压减小,光电转换效率先增大后减小。当DSSC的TiO_(2)薄膜厚度为20 μm时,光电转换效率达到最大值7.41%,同时光电转换效率随入射光强度与染料分子吸收系数的增大均有一定程度提高,其中在吸收系数为4 500 cm^(-1)时,光电转换效率为6.73%。以上结果可以为改进DSSC的光电性能提供理论指导。

摘要： 采用全息定量构效关系(HQSAR)方法建立了香豆素类化合物结构与染料敏化太阳能电池(DSSCs)短路电流密度(J_(sc))参数之间的定量结构性质关系模型。获得最有效HQSAR模型(q^(2)_(cv)=0.846)的设置参数为“2~5”的片段大小,“307”的全息图长度以及“原子、键,以及供体和受体原子”的片段区分参数。采用两种验证方法(外部测试集验证和留一法交叉验证(LOO-CV))评估所开发的HQSAR模型质量。验证结果表明,所构建的模型具有良好的预测能力和稳定性。通过分析该模型的分子贡献图,找到了香豆素染料分子结构中有利于J_(sc)值提高的基团。因此,HQSAR方法可用于研究香豆素染料敏化太阳能电池的J_(sc)值。

摘要： 柔性染料敏化太阳能电池可为可穿戴设备解决供电问题并实现服装一体化,同时能减少能源消耗。为全面探究纺织基柔性染料敏化太阳能电池在纺织领域的应用前景,首先简述了染料敏化太阳能电池的发展现状、主要组成结构、工作机制和性能评价方法,重点介绍了柔性纤维状电池与纺织基底平面电池的研究进展;其次,通过分析电极制备与电池组装方式的特点,指出在当前纺织领域尚未解决的太阳能电池问题,同时总结了纺织基柔性染料敏化太阳能电池电解质与敏化染料的研究进展;最后指出电池电极、染料以及电解质的发展方向,并对纺织基柔性染料敏化太阳能电池的发展提出展望。

摘要： 运用原位刻蚀法制备MXene,将得到的MXene与商用TiO_(2)(P25)复合成不同的浓度的浆料。使用匀胶机将浆料旋涂于FTO导电玻璃上,研究烧结时间和烧结温度对器件性能的影响。对烧结后的薄膜进行扫描电子显微镜、X-射线衍射、紫外-可见吸收光谱等表征分析,浸泡染料后脱附染料使用紫外-可见吸收光谱测试染料吸附率。研究薄膜在光学性能上的影响,以及微观上对染料分子的吸附效果。组装成太阳能电池,对器件的光电转化效率进行测试。结果表明,复合浆料最优的烧结工艺是在450°C烧结1 h,随着MXene占比增大,太阳能电池的光电转化效率增加,最高的光电转化效率为2.25%。

摘要： 通过两步活化和化学共沉淀法分别制备了芦荟衍生多孔碳(aloe-derived porous carbon,APC)、ZnMoO_(4)和ZnMoO_(4)/APC催化剂,并研究了3种催化剂作为染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs)对电极时在D35/Y123染料和Cu^(2+)/Cu^(+)体系中的电化学特性和光伏性能。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)和N_(2)吸附-脱附测试表征了APC、ZnMoO_(4)和ZnMoO_(4)/APC的微观结构、化学成分、比表面积和孔结构。结果表明:APC为多孔网络结构,比表面积为1439 m^(2)·g^(-1),ZnMoO_(4)纳米颗粒均匀嵌入或分散在APC表面。ZnMoO_(4)/APC在D35或Y123染料和Cu^(2+)/Cu^(+)电解液的DSSC中,分别获得了3.97%和3.72%的光电能量转化效率(power conversion efficiency,PCE),高于同等条件下的APC(2.72%,2.61%)、ZnMoO_(4)(1.24%,1.08%)和Pt电极(2.86%,2.80%)的PCE。

摘要： 硫化钴镍纳米材料是重点研究的染料敏化太阳能电池对电极材料。文章以凹土为载体,采用水热法制备硫化钴镍-凹土材料,采用喷涂法制备硫化钴镍-凹土对电极,构筑了电催化性能优异的硫化钴镍-凹土对电极。然后,采用场发射扫描电子显微镜(SEM)观察薄膜的表面形貌,用X射线衍射仪(XRD)表征纳米材料的物相,用三电极体系测量CV曲线,用塔菲尔极化曲线和EIS图测试硫化钴镍-凹土纳米材料的电催化性能,用JV曲线探索硫化钴镍-凹土对电极的光电转换效率,以寻找可以替代Pt对电极的材料。

摘要： 为了提高TiO_(2)薄膜的光学与电化学性能,文章利用一步水热法在P25纳米晶薄膜(P-film)的基础上制备了新颖的三维网络结构TiO_(2)纳米片薄膜(S-film)。通过场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electron microscope,FESEM)和场发射透射电子显微镜(field emission transmission electron microscope,FETEM)表征揭示S-film由P25颗粒转化而来,并可以通过水热时间调控S-film的厚度。紫外-可见漫反射光谱显示,在300~800 nm波长范围内S-film的引入有利于薄膜光散射性能的提升,且散射能力随着S-film薄膜厚度的增加而增强。光伏性能测试表明,一定厚度的S-film有利于提高染料敏化太阳能电池的光电转换效率,电化学阻抗谱进一步揭示S-film能够提高光生电子-空穴对的分离效率。

摘要： 根据对65种芳胺类染料的研究,建立了染料敏化太阳能电池填充因子(FF)的全息定量构效关系(HQSAR)模型。模型参数fragment distinction、fragment size和holograms length分别选择为“A,B,C,H,DA”、“4~7”和“307”时可建立最佳HQSAR模型。采用外部测试集验证和留一交叉验证两种方法对所建立模型进行了验证,外部测试集验证中的RMSRE和RMSEP分别为6.09和0.04,留一交叉验证中的RMSRE和RMSECV分别为2.73和0.02。两种验证结果表明建立的HQSAR模型预测能力良好。此外,通过所得HQSAR模型的分子贡献图可知,芳胺环上长烷基链和咔唑基团的存在会使FF值有降低的趋势。

摘要： 能源危机以及太阳能的利用日益得到关注,而染料敏化太阳能电池自1991年开始逐渐成为了研究的热点,但是其电解质等一系列问题一直没有很好解决.自2009年引入钙钛矿敏化剂后拉开了钙钛矿太阳能电池研究的序幕,短短几年内能量转换效率已超过了染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池等等.本项目前期围绕染料敏化太阳能电池的光阳极结构及在光解水制氢中的应用开展研究探索,后续着力开展钙钛矿敏化的太阳能电池研究,为开发面向柔性电子的能源器件奠定基础.

摘要： 用溶胶-凝胶法制备了两种典型的无机钙钛矿材料La0.67Sr0.33MnO3和La0.5Sr0.5CoO3,X射线衍射分析表明这两种材料都具有良好的结晶性能.鉴于它们结构稳定、良好的导电性,并且其中Mn离子和Co离子均具有混合价态等特性,首次尝试将其替代贵金属Pt用作染料敏化太阳能电池对电极.J-V和光电化学特性测试表明,这两种材料都表现出良好的光电转换和光催化性能,可以替代贵金属Pt做染料敏化太阳能电池的对电极.

摘要： 本文采用醇热回流法,以三缩四乙二醇为溶剂和二水乙酸锌为锌源制备纳米ZnO粉.当二水乙酸锌醇溶液的浓度为0.8M时,得到直径为20nm的纳米粒和直径约20～40nm、长度约50～200nm的ZnO纳米棒组成的复合ZnO粉.将ZnO粉与有机粘结剂混合制成ZnO浆料,采用刀片刮涂法在FTO导电玻璃上制备ZnO薄膜,ZnO光阳极与Pt对电极组装成开放式的染料敏化太阳能电池.光电性能表明,电池的开路电压为0.73V,短路电流为5.57mA/cm2,填充因子为0.54,光电转换效率为2.18％.

摘要： 使用两次阳极氧化法在钛片表面制备出排列整齐,形貌可控的TiO2纳米管阵列.在此基础上,以TiO2纳米管薄膜为模板,采用溶胶凝胶的方法,制备一定取向度的TiO2纳米带,并对其结构性能进行了初步探索.通过调节TiO2纳米管薄膜在前驱体中的处理时间,可以控制TiO2纳米带的长度和宽度.实验表明,随着处理时间的增加,TiO2纳米带从无到有,超过一定限度以后,纳米管薄膜基体开始脱落.最后用TiO2纳米管/带复合薄膜组装染料敏化太阳能电池,并测试了其光电性能.

摘要： 本文设计合成了两个以N,N,N',N'-四苯基-4,4'-联苯二胺(TPB)作为电子供体,以氰基乙酸作为电子受体的D-π-A型纯有机光敏染料(DC-1,DC-2),利用1H-NMR、13H-NMR和HRMS对中间体和染料结构进行了表征,并采用密度泛函法对两个染料进行了量子化学计算.通过对比染料在二氯甲烷溶液和二氧化钛薄膜上的紫外-可见吸收光谱,可以看出,TPB作为电子供体可以有效防止染料之间堆积,减少暗电流的产生.基于染料DC-1和DC-2的DSSC光电转换效率分别为3.44％和3.07％.结果表明,吸电子基团的数目和位置会影响染料在二氧化钛表面的吸附状态,进而影响光生电子从染料向二氧化钛的注入过程.

摘要： 染料敏化太阳能电池(DSCs)中,高原天然染料敏化剂花青素由于分子中含有多个羟基基团,有助于其与TiO2有效结合形成有效的电子注入通道,从而表现出优异的性能,但同时由于远离二氧化钛光阳极部分的羟基易吸收水分,容易增加电荷复合同时电池性能下降,因此本研究通过对花青素进行化学改性来解决该问题.首先从高原金莲花中提取天然染料,并通过紫外可见吸收光谱和红外吸收光谱测试,确定所获取的产物主要成分为花青素;在此基础上对所获得的花青素分子进行化学改性,通过酯化反应去除部分多余的羟基基团.将所获得的改性产物用于DSC中,相比于未改性的花青素敏化电池,光伏性能得到了明显的改善,开路电压提高了30 mV.

摘要： 自1991年瑞士科学家Michael Gratzel和Brian O'Regan发明染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized SolarCells，DSC)以来，其光电转换效率得到了逐步的提高，目前其最高效率达13%。采用紫外-可见吸收光谱对花青素、β-胡萝卜素、2种染料混合共敏以及添加了共吸附剂脱氧胆酸(DCA)的混合共敏4种染料体系进行光谱吸收性能测试,发现混合共敏体系能有效地拓展光谱吸收范围,实现300～600 nm之间的全谱吸收,明显提高了电池的光伏性能;在此基础上对4种染料溶液进行电化学测试分析,发现共吸附剂分子不仅可以降低染料的团聚,同时还有助于调节染料的能级位置,使其与TiO2光阳极的能级位置和电解液的氧化还原电位更加匹配.相应地,DCA的加入减小了染料的LUMO与TiO2导带的能级差值,即降低了电子注入驱动力(从0.92 eV降低到0.81 eV),从而降低了能量损失;同时,DCA增加了染料的HOMO与电解质的氧化还原电势的差值,使得混合染料的再生驱动力从0.24 eV达到0.35 eV,保证了染料的再生效率,明显提高了电池的短路电流密度,增幅达到约22％,相应地开路电压提高了约33 mV,光电转换效率提高了30％以上,达到0.292％.

摘要： 通过向丁二腈分子塑性晶体中加入固体碘盐和碘分子,制备了碘体系丁二腈基分子塑晶固态电解质.研究了不同阳离子的固体碘盐对丁二腈基固态电解质的相变、扩散系数以及离子电导率的影响.最终以碘化N-乙基吡啶作为固体碘盐与碘分子及丁二腈的摩尔比为2∶1∶100配制的固态电解质I-和I3-的扩散系数在室温达到1.83×10-6 cm2.s-1与1.22× 106 cm2.s-1,固态电解质的离子电导率在30°C为1.7 mS·cm-1,制备的染料敏化太阳能电池的电池效率达1.57％.碘化N-乙基吡啶同时又是一种低成本和高成本效能的固体碘盐,更加具有商业应用价值.

摘要： 以不同粒径的纳米晶氧化钛颗粒为原料,按照一定比例混合,制成TiO2浆料,将其涂敷在ITO-PEN导电聚合物基板上制成染料敏化太阳能电池的光阳极薄膜.同时利用溅射法制备Pt对电极,将两者组装成三明治结构的电池.重点考察了级配浆料中大颗粒粒径对电池光电性能的影响,同时也研究了光阳极膜厚和电极溅射时间对电池的影响.研究发现,随着光阳极中TiO2大颗粒粒径的增加,光阳极在可见光范围内的反射有明显提高.当膜厚为5.5 μm、浆料中添加60 nm大颗粒、对电极Pt溅射时间30 s时,柔性DSC的光电性能最优.

摘要： 本文采用了食用红曲和一种奇特的多浆植物作为原料，提取其中的色素，用于敏化Ti02电极，制备DSSC.通过对红曲进行简单提纯，提取红曲色素用于敏化太阳能电池，组装DSSC光伏效率为0.67%，相对于未提纯的红曲色素组装的DSSC光伏转化效率提高11倍。首次采用多浆植物（火祭）叶片提取色素制备天然染料，组装DSSC，光伏转化效率为0.91%。

摘要： 准备含有以烷基取代表面官能团的至少一部分而成的二氧化硅聚合物和可用溶剂去除的无机粒子的糊剂，涂覆及煅烧该糊剂而形成染料敏化型太阳能电池的透明性绝缘膜。

摘要： 准备含有以烷基取代表面官能团的至少一部分而成的二氧化硅聚合物和可用溶剂去除的无机粒子的糊剂，涂覆及煅烧该糊剂而形成染料敏化型太阳能电池的透明性绝缘膜。

摘要： 本发明公开了一种染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，包括以下步骤：将TiO

摘要： 本发明公开了一种染料敏化太阳能电池用光阳极浆料及其制备方法及使用该浆料制备的染料敏化太阳能电池光阳极和染料敏化太阳能电池，该染料敏化太阳能电池用浆料中的二氧化钛粉体为两种不同粒径大小的纳米级二氧化钛的混合物，该混合物为自制的粒径为8～16nm，比表面积为90～100m

摘要： 本发明涉及染料敏化太阳能电池用染料及含其的染料敏化太阳能电池，所述染料包括由化学式1和化学式2中的至少一个表示的化合物。

摘要： 本发明的课题在于，提供一种染料敏化太阳能电池的对电极活性物质的再活化方法、以及应用了该方法的染料敏化太阳能电池的再生方法、染料敏化太阳能电池的催化剂层、对电极、电解液及染料敏化太阳能电池，其中所述染料敏化太阳能电池的再生方法包括通过将被染料敏化太阳能电池的电解液中的氧化还原对还原的导电性高分子再生，能够使暂时降低的染料敏化太阳能电池的发电性能恢复至初始性能，可以防止染料敏化太阳能电池的发电性能的降低。本发明是一种染料敏化太阳能电池的对电极活性物质的再活化方法，其是对染料敏化太阳能电池的对电极活性物质进行再活化的方法，所述染料敏化太阳能电池具有由含有至少一种以上的导电性高分子作为对电极活性物质的催化剂层构成的对电极，该方法包括：通过化学氧化或电化学氧化对所述导电性高分子进行再氧化。

摘要： 染料敏化太阳能电池(100)具备：第一透光性基板和第二基板(12、32)；电解液(42)；透明导电层(14)；多孔质半导体层(18a)；光敏化剂，其负载于多孔质半导体层；第一密封部(45)，其在第一透光性基板和第二基板之间形成填充电解液(42)的空间(S)，空间(S)包含具有用于注入电解液(42)的开口(50)的注入孔(51)；以及第二密封部(52)，其密封注入孔(51)而密闭空间(S)，在平行于第一透光性基板(12)的主面且包含注入孔(51)的剖面中，设第一密封部(45)、第二密封部(52)及电解液(42)接触的两个接触点之间的距离为H，则距离H大于注入孔(51)的开口(50)的宽度h。

摘要： 本发明公开了一种染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，包括以下步骤：将TiO

摘要： 本发明公开了一种染料敏化太阳能电池用光阳极浆料及其制备方法及使用该浆料制备的染料敏化太阳能电池光阳极和染料敏化太阳能电池，该染料敏化太阳能电池用浆料中的二氧化钛粉体为两种不同粒径大小的纳米级二氧化钛的混合物，该混合物为自制的粒径为8～16nm，比表面积为90～100m

摘要： 本发明涉及一种染料敏化太阳能电池单元(1)，包括：工作电极，该工作电极包括多孔的光吸收层(10)；多孔的第一传导层(12)，第一传导层(12)包括用于从光吸收层(10)提取光生电子的传导材料；由绝缘材料制成的多孔绝缘层(105)；对电极，对电极包括形成在多孔绝缘层(105)的相对侧面上的多孔催化传导层(106)，以及离子基电解质，离子基电解质用于将电子从对电极转移到工作电极，并且离子基电解质布置在多孔的第一传导层(12)、多孔催化传导层(106)和多孔绝缘层(105)的孔中，其中，第一传导层(12)包括形成在传导材料的表面上的绝缘氧化物层(109)，多孔催化传导层(106)包括传导材料(107')和分布在传导材料中的用于改善电子从传导材料(107")到电解质的转移的催化粒子(107")。