对于高性能染料敏感化太阳能电池的无金属四乙烯敏感剂
Nanjia Zhou1, Kumaresan Prabakaran2,3, Byunghong Lee1
1†Department of Materials Science and Engineering and the Materials Research Center, the Argonne-Northwestern Solar Energy Research Center, Northwestern University, 2145 Sheridan Road, Evanston, Illinois 60208, United States.
Journal of the American Chemical Society
|March 14, 2015
概括
新的无金属有机染料具有四乙 (TTA) π桥,在染料敏感太阳能电池 (DSSC) 中实现高功率转换效率. 战略性提奥芬插入优化了染料定向和加载,以提高性能.
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.
- 开发高效的无金属有机敏化剂对于可持续的太阳能能源至关重要.
- 捐赠者-π-桥接收器 (D-π-A) 架构被广泛用于有机太阳能电池设计.
研究的目的:
- 为DSSC应用合成和表征新的无金属有机染色体.
- 研究π桥结构和烯间隔剂对染料特性和DSSC性能的影响.
- 使用有机传感器实现高功率转换效率 (PCE).
主要方法:
- 基于D-π-A设计的四种无金属有机染色体 (TPA-TTAR-A,TPA-T-TTAR-A,TPA-T-TTAR-T-A,TPA-T-TTAR-T-A) 的合成.
- 使用三胺 (TPA) 作为捐赠体,烯酸作为接受体,四乙 (TTA) 作为π桥.
- 使用合成染料和I(-) /I3(-) 氧化还原穿器制造和测试DSSC.
主要成果:
- 合成的染料表现出高的灭绝系数,这是由于结合的TTA π桥.
- 烯间隔器的战略插入允许调整电子结构,并影响TiO2表面上的染料定向.
- 染料TPA-TTAR-T-A (染料3) 显示出更好的垂直方向和更密集的TiO2包装,从而实现最佳的染料负载.
- 染料3实现了10.1%的DSSC PCE (Voc = 0.833 V,Jsc = 16.5 mA/cm2),FF = 70.0%),这是无金属有机DSSC与I的最高性能.
结论:
- 基于TTA的新型有机染色体是对DSSCs的有效敏感剂.
- 提奥芬间隔器的结合显著影响着染料的自组装和电子特性,提高了电子注入的效率.
- 开发的无金属有机染料为高性能DSSC提供了对金属基敏感剂的可行替代品.
