为基于纳米晶体TiO(2) 的太阳能电池设计高效的泛色感应器
M K Nazeeruddin1, P Péchy, T Renouard
1Laboratory for Photonics and Interfaces, Institute of Physical Chemistry, Swiss Federal Institute of Technology, CH-1015 Lausanne, Switzerland. Mdkhaja.Nazeeruddin@epfl.ch
Journal of the American Chemical Society
|July 18, 2001
概括
新的鲁II敏感剂,称为黑色染料,证明了太阳能电池有效的泛色光采集. 这些碳氧化特皮基复合物表现出pH依赖性质,并达到高事件光子到电流效率高达920nm.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 摄影化学的使用.
- 电化学 电化学 电化学
背景情况:
- 新型传感器的开发对于提高太阳能电池性能至关重要.
- (II) 复合物由于其有利的光物理和电化学特性而受到广泛的研究.
研究的目的:
- 合成和描述一系列基于碳酸化特皮复合物的全色感应剂的新系列.
- 为了研究pH值对这些敏感剂的特性的影响.
- 为了评估它们在染料敏感太阳能电池 (DSSC) 中的性能.
主要方法:
- 合成和四个质子化三-二氧化Ru (II) 二基复合物的完整表征.
- 光谱研究 (紫外线,辐射,红外线,拉曼,NMR).
- 电化学分析 (循环电压计).
- 用X射线衍射进行结构确认.
- 在TiO(2) 薄膜上进行吸附研究,使用兰格穆尔异热法.
- 制造和测试DSSC,包括IPCE和光伏测量.
主要成果:
- 成功合成和描述了四种具有不同质子度的黑色染料敏感剂.
- 证明了pH取决于吸收和排放的最大值,在较低的pH值下发射红移.
- 观察到金属-合体电荷转移带中的溶解色谱.
- 鲁二) /鲁三) 氧化和带还原潜力显示出阴极转移与减少质子化.
- 复合体3在TiO(2) 薄膜上表现出高效的吸附.
- 染料固的TiO2) 薄膜实现了高事件光子对电流效率 (IPCE) 到920nm (>80%).
- 制造的太阳能电池实现了10.4%的转换效率,短路光电流密度为20.5mA/cm2和0.72V的开放电路电压.
结论:
- 开发的黑色染料是对染料敏感的太阳能电池有效的泛色敏化剂.
- 它们的pH值依赖性质为特定应用提供了可调节的特性.
- 传感器实现了广泛的光谱覆盖和高效率,为改进太阳能转换铺平了道路.
