版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶(hù)提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、 1991 年,ORegan 等首次組裝出光電轉(zhuǎn)換效率達(dá) 7.17.9的染料敏化納米晶太陽(yáng)能電池 (Nano-crystalline Dye-sensitized Solar Cells,DSSCs),開(kāi)創(chuàng)了太陽(yáng)能電池研究和發(fā)展的全新領(lǐng)域。 染料敏化太陽(yáng)能電池以其成本廉價(jià),制作工藝簡(jiǎn)單受到學(xué)術(shù)界的廣大關(guān)注。2012/4/8報(bào)告主要內(nèi)容:染料敏化太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)及其原理衡量器件特性的相關(guān)參數(shù)研究現(xiàn)狀2012/4/81.1染料敏化太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu) 染料敏化太陽(yáng)能電池主要由制備在導(dǎo)電玻璃或透明導(dǎo)電聚酯片上的 半 導(dǎo) 體 薄 (如 TiO2,ZnO,Nb2O5,SnO2等一系列寬禁帶半導(dǎo)體材料)、敏化劑
2、分子、電解質(zhì)和對(duì)電極 4 部分構(gòu)成:2012/4/81.2染料敏化太陽(yáng)能電池的原理 最具代表性的染料敏化太陽(yáng)能電池是Gratzel 電池,其工作原理如圖中實(shí)線(xiàn)箭頭所示。由于TiO2帶隙為3.2eV,可見(jiàn)光不能將其激發(fā),所以在TiO2表面吸附一層對(duì)可見(jiàn)光吸收特性良好的敏化劑。2012/4/81.2染料敏化太陽(yáng)能電池的原理 在可見(jiàn)光的作用下,敏化劑分子通過(guò)吸收光能躍遷到激發(fā)態(tài),由于激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定,敏化劑分子與TiO2表面發(fā)生相互作用,電子很快躍遷到較低能級(jí)的TiO2導(dǎo)帶,進(jìn)入TiO2導(dǎo)帶中的電子最終進(jìn)入ITO導(dǎo)電膜,然后通過(guò)外回路產(chǎn)生光電流。氧化態(tài)的染料敏化劑被電介質(zhì)還原回到基態(tài),還原態(tài)的電解質(zhì)被從
3、陰極進(jìn)入的電子還原回到原來(lái)的狀態(tài),如此構(gòu)成了一個(gè)循環(huán)。2012/4/81.2染料敏化太陽(yáng)能電池的原理具體過(guò)程如下:基態(tài)染料 (S) + h 激發(fā)態(tài)染料(S*) ( 染料激發(fā) )激發(fā)態(tài)染料 (S*) + Ti O2 e-(T iO2導(dǎo)帶)+ 氧化態(tài)染料 ( S+) (光電流產(chǎn)生)氧化態(tài)染料(S+)+還原態(tài)電解質(zhì)(R-) 基態(tài)染料 (S) +氧化態(tài)電解質(zhì)(R) (燃料還原)氧化態(tài)電解質(zhì)(R)+e-(陰極) 還原態(tài)電解質(zhì)(R-) (電解質(zhì)還原)2012/4/81.2染料敏化太陽(yáng)能電池的原理 從光電轉(zhuǎn)換基本原理中可以看出,電子能級(jí)的相對(duì)位置決定著光電荷的產(chǎn)生和傳輸性質(zhì),電池中光的捕獲和光生載流子的傳輸
4、是由光敏化劑和TiO2分別執(zhí)行。這和傳統(tǒng)的p-n結(jié)光伏電池不同,因?yàn)樵诠夥姵刂羞@兩種作用均由半導(dǎo)體來(lái)完成。2012/4/82染料敏化太陽(yáng)能電池的特性參數(shù) 2.2 開(kāi)路電壓Voc 當(dāng)電池外回路處于開(kāi)路狀態(tài)時(shí),光生少子將在電極附近積累,最大程度的補(bǔ)償原來(lái)的接觸電勢(shì),此時(shí)將產(chǎn)生最大數(shù)值的光生電動(dòng)勢(shì),即電池的光生電動(dòng)勢(shì)Voc。2012/4/82染料敏化太陽(yáng)能電池的特性參數(shù)2.4 填充因子FF FF定義為電池所能提供的最大功率與Isc 、Voc乘積之比。2012/4/83染料敏化太陽(yáng)能電池的現(xiàn)狀3.1 TiO2納米多孔膜TiO2納米多孔膜的制備方法有很多,主要有:括溶膠凝膠法、水熱反應(yīng)法、醇鹽水解法、
5、濺射沉積法、等離子噴涂法、絲網(wǎng)印刷法等。 溶膠凝膠法主要是將前驅(qū)物溶于溶劑中形成均勻的溶液, 溶質(zhì)與溶劑產(chǎn)生水解或醇鹽反應(yīng), 反應(yīng)生成物聚集成納米級(jí)粒子并組成溶膠。然后就可以選用多種方法, 如通過(guò)玻璃棒涂覆、旋涂、提拉等方式將溶膠覆蓋在襯底上, 再經(jīng)蒸發(fā)干燥或自然烘干轉(zhuǎn)變成凝膠成膜。2012/4/83染料敏化太陽(yáng)能電池的現(xiàn)狀3.2染料敏化劑 染料性能的好壞直接關(guān)系到DSC s電池的效率高一個(gè)好的染料敏化劑必須滿(mǎn)足下列條件:容易吸附在T iO2 表面, 對(duì)可見(jiàn)光吸收強(qiáng)。具有基態(tài)和激發(fā)態(tài)的高穩(wěn)定性, 保證電子傳輸?shù)母咝?。激發(fā)態(tài)壽命足夠長(zhǎng), 且具有很高的電荷傳輸效率。有適當(dāng)?shù)难趸€原電勢(shì),以保證染
6、料激發(fā)態(tài)電子注入到T iO2 導(dǎo)帶中, 即敏化染料能級(jí)與T iO2 能級(jí)匹配。2012/4/83染料敏化太陽(yáng)能電池的現(xiàn)狀3.3 電解質(zhì) DSC s電池中電解液的主要作用就是在光電極與對(duì)電極之間運(yùn)載電荷, 并使氧化態(tài)染料還原而重生。目前用于DSCs的電解質(zhì)有兩大類(lèi): 液態(tài)電解質(zhì)和固態(tài)電解質(zhì)。由于液態(tài)電解質(zhì)擴(kuò)散速率快, 組成成分易調(diào)節(jié), 對(duì)納米多孔膜的滲透性好, 因而利用液態(tài)電解質(zhì)得到了效率最高的DSC s電池, 其轉(zhuǎn)換效率為11. 04 %。目前固態(tài)電解質(zhì)典型的有P型半導(dǎo)體材料、空穴傳輸有機(jī)分子材料及固態(tài)復(fù)合電解質(zhì)。2012/4/83染料敏化太陽(yáng)能電池的現(xiàn)狀 近年來(lái),主要從以下幾方面入手來(lái)提高燃
7、料敏化太陽(yáng)能電池的性能:敏化燃料的選擇。公認(rèn)使用效果最好的染料RuL2 ( SCN ) 2的制備過(guò)程比較復(fù)雜, 而釕是稀有金屬, 價(jià)格較昂貴, 來(lái)源也比較困難。其次, 現(xiàn)有的染料光敏化劑的吸收光譜有限, 若能找到具有吸收范圍更寬的染料光敏化劑, 有助于提高光電轉(zhuǎn)換效率。2012/4/83染料敏化太陽(yáng)能電池的現(xiàn)狀 納米薄膜制備。電子在納米晶體網(wǎng)格中的傳輸過(guò)程中與電子受體的復(fù)合會(huì)引起電流損失, 這個(gè)問(wèn)題在電極面積放大時(shí)尤為嚴(yán)重。因此, 需要在探索電極微結(jié)構(gòu)與光電性質(zhì)的基礎(chǔ)上, 優(yōu)化納米晶膜, 使注入電子在傳輸過(guò)程中的損失達(dá)到最小, 探索多種半導(dǎo)體的復(fù)合膜是今后的主要研究?jī)?nèi)容。2012/4/8The
8、 effects of 100nm-diameter Au nanoparticles on dye-sensitized solar cells 99-253107在不同的Au/TiO2的質(zhì)量比時(shí)電流密度-電壓特性2012/4/8The effects of 100nm-diameter Au nanoparticles on dye-sensitized solar cells 99-253107在不同的Au/TiO2的質(zhì)量比時(shí)的IPCE光譜圖2012/4/8The effects of 100nm-diameter Au nanoparticles on dye-sensitized solar cells 99-253107燃料吸附以后薄膜的漫反射以及吸收2012/4/8The effects of 100nm-diameter Au nanoparticles on dye-sensitized solar cells 99-253107薄膜反射、吸收、投射率比較2012/4/8Low temperature processing solid-state dye sensitized solar cells 100-
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025年河北廊坊市香河縣財(cái)信城市投資控股有限公司招聘筆試參考題庫(kù)附帶答案詳解
- 2025年寧夏銀川市賀蘭縣國(guó)有資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)集團(tuán)有限公司招聘筆試參考題庫(kù)附帶答案詳解
- 2025年國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)湖南公司招聘筆試參考題庫(kù)含答案解析
- 2025年中鐵六局呼和鐵建公司招聘筆試參考題庫(kù)含答案解析
- 2025年安徽魏譙水務(wù)有限公司招聘筆試參考題庫(kù)含答案解析
- 2025年濱州數(shù)據(jù)發(fā)展有限公司招聘筆試參考題庫(kù)含答案解析
- 2025年安徽省交通科學(xué)研究院招聘筆試參考題庫(kù)含答案解析
- 二零二五年度海上運(yùn)輸貨物保險(xiǎn)合同文檔全文詳覽3篇
- 二零二五年度快遞派送車(chē)輛使用與維修服務(wù)合同3篇
- 二零二五年度智慧社區(qū)房地產(chǎn)策劃與智慧家居合作合同3篇
- 2025年江蘇建筑安全員A證考試題庫(kù)及答案
- 2024年員工簡(jiǎn)單個(gè)人總結(jié)
- 2025屆遼寧省沈陽(yáng)市高三上學(xué)期一模英語(yǔ)試卷含答案
- 2024年南京市第一醫(yī)院分院高層次衛(wèi)技人才招聘筆試歷年參考題庫(kù)頻考點(diǎn)附帶答案
- 2025年高考?xì)v史復(fù)習(xí)之小題狂練300題(選擇題):秦漢時(shí)期(20題)
- 熱電站汽輪機(jī)發(fā)電安全操作規(guī)程(2篇)
- 2025年中考物理復(fù)習(xí)資料專(zhuān)題18 生活用電(知識(shí)梳理+典例+練習(xí))(原卷版)
- 2025年產(chǎn)業(yè)園區(qū)運(yùn)營(yíng)與管理企業(yè)組織結(jié)構(gòu)及部門(mén)職責(zé)
- 2024年學(xué)院宣傳工作總結(jié)(4篇)
- 2024年WPS計(jì)算機(jī)二級(jí)考試題庫(kù)350題(含答案)
- 2024年首都機(jī)場(chǎng)集團(tuán)招聘筆試參考題庫(kù)附帶答案詳解
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論