基于氧气丰富的PAni的对电极网络,以实现高效的染料敏感太阳能电池 (DSSC)
M Abdelhamid Shahat1, Ahmed Ghitas2, Fahad N Almutairi3
1PV Unit, Solar and Space Research Department, National Research Institute of Astronomy and Geophysics (NRIAG), Helwan, 11421, Cairo, Egypt. m.abdelhamid999@gmail.com.
Scientific reports
|October 30, 2024
概括
氧气血兴奋剂增强了用于染料敏感太阳能电池 (DSSC) 的低成本,无反电极. 这种新的方法优化了电荷传输,减少了重组,实现了DSSC的77%的效率提高.
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.
- 电化学 电化学 电化学
背景情况:
- 染料敏感太阳能电池 (DSSC) 为可再生能源提供了一个可持续的替代方案.
- 低成本,无的对应电极 (CE) 对高性能DSSC至关重要.
- 探索氧气等离子离子兴奋剂以增强CE特性.
研究的目的:
- 调查氧等离子离子兴奋剂对PAni-ZnO (PZ) 复合物CEs的影响.
- 优化PZ CEs的生理化学和微观结构特征,以提高DSSC性能.
- 了解通过等离子处理提高效率背后的机制.
主要方法:
- 新型PAni-ZnO (PZ) 复合层被合成为CE材料.
- 在PZ复合材料上应用了in-situ氧气血剂量 (0-10分钟).
- 综合性表征包括微结构分析,多孔性,形态,接触角度,粗性,电,光学和电化学阻抗光谱 (EIS) 测试,以及J-V测量.
主要成果:
- 表面特性,包括孔径大小和粗度,随着等离子体处理的增加而得到改善,在8分钟后得到优化.
- 光伏电池的性能显著提高,最佳效率为6.31%和Jsc为15.6 mA/cm2,在等离子体修饰8分钟后实现.
- 与原始CE相比,优化的效率增加了77%,这是由于充电载体的移动性得到改善,并减少了重组.
结论:
- 氧气血兴奋剂是一种有效的策略,可以提高低成本,不含的CE材料对DSSC的性能.
- 优化的等离子处理为快速电子运输创造了连续道,提高了光伏效率.
- 这项研究为开发高效DSSC的先进的异原子化CE提供了新的视角.
