修改后的氨酸为有效的近红外敏感化纳米结构的TiO(2) 电极
Jianjun He1, Gábor Benkö, Ferenc Korodi
1Department of Chemical Physics, Lund University, S-221 00 Lund, Sweden.
Journal of the American Chemical Society
|April 25, 2002
概括
甲酸染料与氨酸替代剂通过减少聚合来改善染料敏感的太阳能电池性能. 然而,快速的电子重组限制了这些新型太阳能电池的整体效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 太阳能光伏发电是如何实现的
- 有机化学 有机化学
背景情况:
- 染料敏感太阳能电池 (DSSC) 是一个有前途的可再生能源技术.
- 聚氨酸染料为DSSC提供可调节的光学和电子性能.
- 提高染料溶解度和减少聚合是DSSC开发中的关键挑战.
研究的目的:
- 在DSSC中合成和特征化甲酸染料与氨酸替代剂 (ZnPcTyr) 以提高远红/近红外性能.
- 研究氨酸替代剂和添加剂对染料聚合和太阳能电池效率的影响.
- 阐明基于ZnPcTyr的DSSC中的电荷转移动态和重组机制.
主要方法:
- 合成染料的光谱,电化学和光电化学表征.
- 染料敏感化TiO(2) 太阳能电池的制造和性能测试.
- 时间解析的短暂吸收光谱学用于研究界面电子转移动力学.
主要成果:
- 与用甘氨酸替代的类似物 (ZnPcGly) 相比,ZnPcTyr染料具有更好的乙醇溶解性和减少的表面聚合.
- 将和TBP添加到染料溶液中,通过进一步减少聚合,显著提高了太阳能电池的性能.
- 最高的单色事件照片到电流转换效率 (IPCE) 在690nm达到~24%,ZnPcTyr基电池的整体效率 (eta) 为0.54%.
- 从ZnPcTyr到TiO(2) 的电子注入发生在~500 fs内,但观察到显著的重组 (~300 ps).
结论:
- 在甲酸中替代铁素可以提高溶解度,减少聚合,从而提高DSSC的性能.
- 和TBP等添加剂可以进一步减轻聚合并提高效率,尽管TBP等电解质添加剂可能会对性能产生负面影响.
- 快速界面电子重组仍然是一个关键因素,限制了这些基于氨酸的太阳能电池的整体效率.
