可见光活性非对称方色素染料与化基定组用于染料敏感的太阳能电池
Shivdeep Suresh Deshmukh1,2, Ashakiran Maibam1,2, Sailaja Krishnamurty1,2
1Physical and Materials Chemistry Division, CSIR-National Chemical Laboratory, Dr. Homi Bhabha Road, Pune 411008, Maharashtra, India.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|December 20, 2023
概括
与皮里丁组相比,二氧化碳酸定组在方色染料中显著提高了染料敏感的太阳能电池效率. 染料聚合和对TiO2的加载对于高效的光电流产生至关重要.
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 (DSSEs) 是一个有前途的可再生能源技术.
- 开发高效的可见光活性染料对于DSSC的性能至关重要.
- 定组在DSSC中对染料吸附和电子转移起着至关重要的作用.
研究的目的:
- 合成和表征新型不对称的正方体染料 (SD1-SD3),具有不同的定群 (皮里丁和碳酸).
- 在DSSC设备中评估这些染料的光物理,电化学和光伏性能.
- 调查定组和染料聚合对DSSC性能的影响.
主要方法:
- 可见光活性基组包裹的非对称方形染料 (SD1-SD3) 的合成.
- 使用合成染料制造和测试染料敏感太阳能电池 (DSSC) 设备.
- 对光物理,电化学,事件光子对电流效率 (IPCE) 和光灭特性进行分析.
- 使用蓝色方形色素染料 (SD4) 探索共感化策略.
主要成果:
- 配有碳酸基的方染料 (SD3) 实现了7.20%的DSSC效率,显著优于配有胺基的染料 (SD1:2.34%,SD2:0.84%).
- 对TiO2的酸性部位的染料负载和染料聚合被确定为影响光电流生成的关键因素.
- 使用SD1和SD4染料的共敏感化增强了光电流的产生,顺序共敏感化和CDCA共吸剂产生了最高的效率 (5.20%).
结论:
- 碳酸基团在提高DSSC性能方面优于基团,原因是改善了染料加载和电荷转移.
- 染料聚合在有效的电荷注入和光电流生成中起着至关重要的作用,即使是设计用于减少聚合的基链.
- 共同敏感化提供了一种可行的策略,以提高光采集和整体DSSC效率.
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