协同敏感的太阳能电池通过双西尔烯染料实现了13.7%的效率

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
• 有机电子 有机电子

背景情况:

• 染料敏感太阳能电池 (DSC) 需要高效的光采集和抑制电荷重组,以获得高性能.
• 有机光敏感剂是DSC的关键组成部分,影响开放电路光伏 (V_oc) 和整体效率.
• 光敏剂的分子设计,包括基链长度,影响激发状态寿命和设备性能.

研究的目的:

• 开发用于增强染料敏感化太阳能电池 (DSC) 的新型有机光敏感剂 (H6和H7).
• 研究光敏剂中不同基链长度对兴奋状态寿命和光伏性能的影响.
• 在DSC中实现高开放电路光伏 (V_oc) 和功率转换效率 (PCE).

主要方法:

• 合成两个有机光敏剂,H6和H7,与不同的链长度.
• 制造染料移植的和膜,以研究激发状态生命周期.
• 在模拟的AM1.5 G条件下,构建和测试基于铜的DSC和与XY1b共感应的设备.

主要成果:

• 与H6.6相比,具有较长基链的光敏感剂H7的兴奋状态寿命较长.
• 使用H7的基于铜的DSC实现了1.22V的高V_oc.
• 与H7和XY1b共同敏感的装置表现出82.1%的填充因子和13.7%的PCE;低光下达到高达29.7%的效率.

结论:

• 有机光敏感剂中较长的基链可以增强激发状态寿命并改善DSC性能.
• 开发的光敏剂显示了高效太阳能转换的潜力,与矿太阳能电池相当.
• 该研究强调了分子工程在有机光敏剂中对先进的光伏应用的重要性.