纳米工程TiO₂用于用天然染料对染料敏感的太阳能电池的性能评估

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术纳米技术
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.

背景情况:

• 传统的染料敏感太阳能电池 (DSSC) 通常依赖于昂贵的合成染料和基于金属的组件.
• 在太阳能采集方面,越来越需要具有成本效益和可持续的替代方案.
• 原子具有独特的纳米架构特性,适用于能源应用.

研究的目的:

• 使用纳米工程结构的二氧化--二氧化 (二氧化-Si-TiO2) 结构制造和表征一种新的染料敏感化太阳能电池 (DSSC).
• 在使用各种天然染料时,与合成染料相比,评估此DSSC的性能.
• 探索天然染料作为DSSC中可持续和经济的光敏剂的潜力.

主要方法:

• 对藻和TiO2纳米粒子进行纳米工程,以创建藻-Si-TiO2结构.
• 染料敏感太阳能电池 (DSSC) 的制造,使用化氧化 (FTO) 阳极和石墨烯氧化阴极.
• 部件的螺旋涂层和利用卢戈尔的作为电解质.
• 测试DSSC的功率转换效率,使用天然染料 (阿斯塔克桑,安酸,贝他林) 和对照的染料.

主要成果:

• 制造的染料敏感太阳能电池 (DSSC),称为DsTnas-DSSC,证明了与天然染料的显著功率效率.
• 来自Haematococcus pluvialis的阿斯塔桑在天然染料中产生了最高的功率密度 (5.872 mW m-2),接近对照色素染料 (6.164 mW m-2).
• 天然染料的效率从7.19% (阿斯塔丁) 下降到0.061% (贝塔),合成染料的效率达到9.4%.

结论:

• 纳米工程二氧化-Si-TiO2结构对于制造染料敏感太阳能电池 (DSSC) 有效.
• 天然染料,尤其是阿斯塔丁,可以在DSSC中作为可行的和高效的光敏感剂.
• 开发的DsTnas-DSSC为使用昂贵的合成和金属基染料的传统太阳能电池提供了经济高效,环保的替代方案.