量身定制的结构工程和后接口修改的协同效应,用于高效和稳定的染料敏感太阳能电池.
Haoran Zhou1,2, Hyun Jae Lee3, Masud1
1Global GET-Future Lab. & Department of Advanced Materials Chemistry, Korea University, Sejong 339-700, Korea.
ACS applied materials & interfaces
|September 11, 2023
概括
优化染料敏感太阳能电池 (DSSC) 接口与表面涂层吸收剂显著减少电荷重组. 这一突破增强了光采集,并提高了用于实际太阳能应用的功率转换效率 (PCE).
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 染料敏感型太阳能电池 (DSSC) 是有前途的,但尚未达到理论效率极限.
- 改进设备制造和界面工程对于DSSC的进步至关重要.
- 优化染料-TiO2纳米粒子接口是减少电荷重组和增强光收获的关键.
研究的目的:
- 开发一种表面涂层吸附剂策略,用于控制TiO2纳米粒子接口.
- 在DSSC中实现功率转换效率 (PCE) 的辐射极限.
- 为了增强光采集特性并减少电荷重组.
主要方法:
- 使用2-thiophenecarboxylic acid (THCA) 和 chenodeoxycholic acid (CDCA) 作为接口后表面涂层吸收剂.
- 设计了共吸收物结构,并优化了TiO2纳米粒子接口.
- 实施了一种单层吸附工艺,以改善表面覆盖.
主要成果:
- 在单个基于氨酸染料的DSSC中获得了超过13.17%的PCE,这是报告中最高的.
- 在大面积的DSSC (3厘米2) 中,PCE为9.04%.
- 用聚合物凝电解质对准固态DSSC记录了11.16%的PCE,显示了1000小时的稳定性.
结论:
- 表面涂层吸附剂有效控制TiO2纳米粒子接口,增强PCE.
- 开发的方法为高性能DSSC提供了一种实用方法.
- 这些发现为传统电源提供了可行的替代方案.
