通过3D分子结构化,增强发光子转换为电流的效率,以提高甲素敏感的太阳能电池的效率
Shogo Mori1, Morio Nagata, Yuki Nakahata
1Division of Chemistry and Materials, Faculty of Textile Science and Technology, and Collaborative Innovation Center of Nanotech FIBER (nanoFIC), Shinshu University, Ueda 386-8567, Japan. shogmori@shinshu-u.ac.jp
Journal of the American Chemical Society
|March 9, 2010
概括
扩大甲 (Pc) 染料分子与重的替代剂减少了TiO(2) 表面上的聚合. 这提高了光电转换效率,并显示了未来染料开发的前景.
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:
- 甲酸 (Pc) 染料是染料敏感太阳能电池 (DSSC) 的有望有机染料.
- 染料聚合在半导体表面上,如TiO(2) 往往导致光伏性能降低.
- 分子设计对于优化太阳能电池中的染料行为和效率至关重要.
研究的目的:
- 为了研究使用2,6-二基基替代剂对甲 (Pc) 染料的三维分子放大效应.
- 评估减少染料聚合在TiO(2) 表面对光伏性能的影响.
- 为了评估修改Pc染料的电荷重组动态.
主要方法:
- 合成甲酸 (Pc) 染料,使用重的2,6-二基基替代剂.
- 在TiO(2) 表面上进行吸附研究,以评估聚合.
- 在一个太阳条件下制造和测试染料敏感太阳能电池 (DSSCs).
- 电子寿命测量以评估电荷重组.
主要成果:
- Pc染料的三维放大显著减少了TiO(2) 表面上的聚合.
- 在整个吸收光谱中,特别是Q频段中,观察到事件光子到电流转换效率 (IPCE) 的提高.
- 在单太阳条件下,实现了4.6%的显著能量转换效率.
- 电子寿命测量证实,修改后的Pc染料不会增强电荷重组.
结论:
- 大量的替代剂有效地抑制了TiO2表面上的Pc染料聚合.
- 减少聚合导致增强光收获和提高光伏性能在DSSCs.
- 这些发现支持进一步开发固体阻碍的Pc染料,以有效地转换太阳能.
