染料敏化太陽(yáng)能電池復(fù)合光陽(yáng)極的制備及光電、儲(chǔ)能性能的研究.pdf

1、染料敏化太陽(yáng)能電池(DSCs)因其低成本、高效率而受到科學(xué)界廣泛的關(guān)注。但是迄今為止，大多數(shù)光電池仍然存在著諸多問(wèn)題，如開路電壓較低，光電轉(zhuǎn)換效率仍需進(jìn)一步提高，電池的使用受環(huán)境、天氣的影響較為嚴(yán)重等。眾所周知，光陽(yáng)極在很大程度上決定著DSCs的性能，所以本文通過(guò)構(gòu)筑系列功能性DSCs的復(fù)合光陽(yáng)極，使其在保持高的染料吸附效率的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)減少電子復(fù)合、增加開路電壓或具備能量?jī)?chǔ)存的目的。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　基于ZnO@TiO2復(fù)

2、合光陽(yáng)極的染料敏化太陽(yáng)能電池光電性能研究。采用簡(jiǎn)單的一步溶液法，制備出了具有散射入射光和抑制電荷復(fù)合作用的多功能復(fù)合光陽(yáng)極。通過(guò)XRD、SEM和I-V特性等的測(cè)試，研究了不同ZnO生長(zhǎng)時(shí)間、不同敏化時(shí)間和二次修飾對(duì)復(fù)合光陽(yáng)極光電性能的影響，結(jié)果表明:當(dāng)ZnO生長(zhǎng)時(shí)間為60min時(shí)，所形成的ZnO阻擋層和花狀ZnO結(jié)構(gòu)分別具有抑制電荷復(fù)合和增強(qiáng)入射光利用率的作用，并且可以使得開路電壓達(dá)到0.90V。而通過(guò)不同敏化時(shí)間的研究，得出了在敏化時(shí)

3、間為2h時(shí)，可以有效減少ZnO功能層在N719染料中形成不利于電子遷移的Zn2+/dye復(fù)合物結(jié)構(gòu)，從而得到了3.86mA/cm2的短路電流密度和0.90V的開路電壓。進(jìn)一步對(duì)ZnO功能層進(jìn)行TiO2修飾，能夠有效抑制Zn2+/dye復(fù)合物的形成，從而在保持高電壓的同時(shí)，使電流密度增加到了8.92mA/cm2。
　　基于MnO2/TiO2復(fù)合光陽(yáng)極的染料敏化太陽(yáng)能電池光電性能研究。將乙酸錳直接混合在TiO2漿料中，制備出MnO2/

4、TiO2復(fù)合光陽(yáng)極。經(jīng)SEM、XRD和電池的I-V特性的測(cè)試，研究了不同乙酸錳摻入量對(duì)復(fù)合光陽(yáng)極光電性能的影響，研究表明:在乙酸錳與TiO2質(zhì)量比為1∶40時(shí)，所制備的復(fù)合光陽(yáng)極與單純的TiO2光陽(yáng)極的光電轉(zhuǎn)換效率相比提高了17.9％，通過(guò)對(duì)其電化學(xué)阻抗的分析，這種復(fù)合光陽(yáng)極可以有效的抑制電荷復(fù)合，增加電子傳輸壽命。
　　基于MnO2/TiO2復(fù)合光陽(yáng)極的染料敏化太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換與原位能量存儲(chǔ)性能研究。采用將熔融態(tài)的乙酸錳溶于松