通过可控共吸附自组装染料来提高染料敏感的太阳能电池的效率
Miao Jiang1, Rui Wang1, Zijian Deng1
1Institute of Artificial Photosynthesis, State Key Laboratory of Fine Chemicals, DUT-KTH Joint Education and Research Centre on Molecular Devices, Dalian University of Technology (DUT), 2 Linggong Road, Dalian 116024, China.
ACS applied materials & interfaces
|September 11, 2024
概括
与DZ102和TZ101等新染料的共同敏感化增强了染料敏感化太阳能电池 (DSSC) 的光吸收. 分子相互作用促进着染料的自我组装,提高了超越单个染料贡献的性能.
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) 中的单个染料具有有限的光吸收能力.
- 染料聚合可能会对电子注入效率产生负面影响.
- 探索共感化策略,以提高光采集效率.
研究的目的:
- 设计和合成用于DSSC的新型碳素基染料 (DZ102,TZ101,JM102).
- 为了研究分子结构修改对光谱扩展的影响 (JM102).
- 探索分子相互作用和自我组装在共感 DSSCs.
主要方法:
- 三种基于碳醇的染料的合成.
- 制造和测试共敏感的DSSC设备.
- 循环电压测量用于研究分子相互作用.
- 吸附动力学用于分析染料吸附行为.
主要成果:
- 一个协同敏感化的DSSC (DZ102:TZ101) 实现了19.4mA/cm2的短路电流密度和10.9%的功率转换效率.
- 循环电压测量揭示了共感性染料之间的分子间力量.
- 吸附动力学表明,这些力量促进着染料的自我组装,增加了吸附.
结论:
- 用精心挑选的染料共同敏感化可以克服DSSC单一染料的局限性.
- 分子间力量在自组装和协同敏感的DSSC的表现中起着至关重要的作用.
- 这项研究为选择共感性染料以优化DSSC性能提供了新的见解.
