柔性染料敏化太阳能电池研究进展.pdf

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从柔性基底的选择、低温法制备纳米晶TiO2 薄膜、柔性对电极等几个方面介绍了柔性DSSC 的研究进展, 重点评述了纳米晶TiO2 薄膜低
柔性染料敏化太阳能电池研究进展/王兵等 133 TiO2为颗粒状,晶化良好,并且呈现多孔结构。 制备TiO2薄膜的方法各有优缺点,有时要结合两种或 者两种以上的方法一起使用。电泳沉积法3、化学气相沉积 法和喷溅沉积法等也可用于低温制备Ti2薄膜,但不 是通用方法,文献报道较少。 4柔性对电极 40nm 40n 目前,柔性DSC的对电极主要是用表面涂有铟锡氧化 物导电层的聚酯为基底,通过溅射在基底表面沉积少量的铂 图4TiO薄膜在水热前(a)和水热后(b的SM图 制备的·38。虽然铂对提高电池的效率有一定的作用,但是 Fg4 SEM photographs of the TiO,thin films before(a)and由于铂是贵金属,增加了柔性DSSC的成本,所以研究者们 after (b) the hydrothermal treatment 开始考虑用价格低廉、性能较高的碳馴或者高分子聚合 物作为柔性DSSC的对电极。 Li等在常压下用100℃水蒸气热处理TiO2薄膜,电 池的效率也可达到1.9%。常压下水蒸气热处理是低温制备 最近,胡志强等报道了以炭黑和氯化聚乙酸乙烯酯为 原料,采用丝网印刷法制备了柔性DSSC的碳对电极,且发 TiO2薄膜的一种简便方法,反应在常压下100℃非密闭体系 中进行,这种方法有利于制备大面积的电池和大规模生产。 现掺杂少量石墨粉能提高碳对电极的导电性,电池效率达到 0.458%。Lee等也报道了用 PProDOT-Et2取代铂作为柔 3.4紫外光照射法 由于低温下制各的T2中有机物较多,这势必影响电性DSSC的对电极。结果表明,柔性DSC的效率达到 5.2%,略高于以铂为对电极的5.11%; PProDOt-Et2高的 池的性能。在紫外光下,T02具有催化降解有机物的性能,比表面积和良好的催化活性有利于I5的还原,从而有利于 从而利用紫外光照射法可去除T2薄膜中的有机物。 电池性能的提高。 Zhang等以P25、TIP和无水乙醇为原料制备TiO2 未来柔性对电极必然向价格低廉、性能较高的碳或者高 薄膜,经过紫外光处理后,发现有机物含量降低,电池的效率 分子导电聚合物对电极的方向发展。 达到4.00%。陶杰等以一定浓度的HNO3溶液、P25、蒸 馏水和聚乙二醇PEG)为原料制备T2薄膜经过150℃低5展望 温处理和紫外光照射后,电池的效率达到1.28%。我们课题 展望未来的柔性染料敏化太阳能电池,可以从以下几个 组结合紫外光照射法和低温处理法,组装出3.4%的柔性 方面进行突破。 DSSCl23 1)采用一些新技术,如微波辐射法、紫外光照射法等, 紫外光照射法方法简单操作方便,耗时短,并且对除去制备高效有序T02薄膜应用到未来的柔性DSSC中,从而 TiO2薄膜中的残存有机物、提高电池的效率有一定的作用,提高电池的效率。 因此组装的DSSC的效率一般较高,在制备低温TiO2薄膜 2)柔性基底材料的选择还有很大的发展空间。如果能 时有很好的应用前景。 3.5加压法 在柔性基底材料上取得突破,解决耐高温的问题,柔性DSSC 的应用将在不远的将来。 为了解决低温条件下二氧化钛薄膜与柔性基体粘着力 (3)继续开发价格低廉、导电性能良好的高分子导电聚 差以及二氧化钛颗粒之间的接触不紧密、电子传导能力差的合物取代贵金属铂作对电极应用于柔性DCc中 问题,研究者们采用加压法制备低温TiO2薄膜12-3-34 虽然目前制备的柔性DSSC的光电转换效率普遍低于 Hagfeldt等3-首先把加压法引入低温制备纳米二氧以导电攻璃为基底的DSC,但是我们相信经过大家的不懈 化钛薄膜,电池的效率达到3%。 M Michael等充分利用努力,柔性DSC的光电转换效率可以得到进一步的提高。 高温条件下制备T2薄膜的颗粒接触紧密的优势,将经过在不久的将来,柔性DSSC的应用前景也一定会相当广阔 髙温烧结过的多孔TjO2薄膜从镀金的玻璃上迅速地转移到 已涂有TiO2粘结层的柔性基底上,然后施加一定的压力制 参考文軼 得TiO2薄膜,电池的效率达到58%。 Takeshi等对制备1 o Reg an b. GlAtzel m.Low- co st highr efficiency solar cell 的TO2薄膜施加10MPa的压力,电池的效率达到7.1% based on dye sensitized collo idal Ti02 films[ J]. Nat ure, 另外,在T)2浆体涂于柔性基底之前对柔性基底进行UV 1991.353:737 O3处理,组装电池的效率由7.1%提高到74%,但电池的稳2 Ga tzel m. Solar energy conversion by dy e sensitized photo 定性不好。 voltaic cells J]. Ino rg Chem, 2005, 44: 6841 加压法增加了TiO2薄膜与基底之间的结合作用,从而3 Kado t, Y amaguchi M, Yamada y,etal. Low temperature 提高了电池的效率。而且相对其它方法,使用压力法制备的 prepar atio n of nano porous TiO2 lay ers for plast ic dye sensr TiO2薄膜所组装的DSSC的效率相对较高,具有较好的应用 t ized solar cells[ J]. Chem Lett, 2003, 32: 1056 前景 01994-201 1 China Academic Journal Electronic Publishing House. Al Tgnt'reserved. A, Performance and stability 4 Longo c Pao li www.cnki.ne 134 材料导报:综述篇 2010年8月(上)第24卷第8期 of TiO, /dye solar cells assembled w ith flexible electrodes 电池及其制备方法:中国,200810242949P].20090603 and a po ly mer elec rolyte [J]. J Photochem Photobiol A: 21 Zhang D S, Yoshida T, Yoshida T, et al. 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Spray depo sitio n and co r film as counter electrode for plastic dye sensitized so lar cells pression of TiO2 nano particle films for dye sens it ized solar [J. Phys Chem Chem Phy s, 2009, 11: 3375 cells on plastic substrates J]. Solar Energy M ater S (责任编辑林芳) Cel,2006,90:887 o1994-2011ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.alLrightsreservedhttp://www.cnki.net

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