用于纳晶太阳能电池的光调制功能凝胶电解质的研究

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随着日益严重的能源需求和环境的恶化,染料敏化太阳能电池(DSSCs)由于其极低的制作成本和较高的光电转换效率引起广大学者的重视。染料敏化太阳能电池一般由四部分组成:TiO2多孔半导体薄膜,染料,电解质,电极。
  本课题设计并合成了一种以稀土金属元素Eu为中心离子的多元配合物。在此基础上利用红外光谱、元素分析、热分析的方式研究其组成结构,利用吸收光谱和荧光光谱研究其发光性质。希望利用稀土配合物的发光特性,达到既不与染料分子N3竞争吸收太阳光,又可以有助染料分子吸收的目的,最终提高染料敏化纳米晶太阳能电池的光电转化效率。
  通过将Pechini溶胶-凝胶法制备的二氧化钛薄膜与二氧化钛粉末制备的薄膜进行对比发现,Pechini溶胶-凝胶法制备的二氧化钛薄膜表面孔洞个数以及孔径随着分散剂PEG的分子量的增大而增大,从而薄膜表面吸附的染料分子更多。在使用PEG(M=1000)做分散剂时获得电池的最佳性能,电池的电流密度为6.22mA/cm2,开路电压0.691V,电池的光电转换效率η为4.05%.
  本课题选用高分子量的(100W)的PEO作为聚合物电解质的基质材料,将合成的具有光子调制功能的配合物Eu(TTA)3L和有机染料荧光黄8G掺杂到电解质中,研究其对电解质光子调制性能的影响。结果表明:掺杂配合物Eu(TTA)3L电解质组装的电池的电流密度从6.12mA/cm2提高到10.81mA/cm2,掺杂荧光黄8G电解质组装的电池的电流密度从6.12mA/cm2提高到11.55mA/cm2。电池的光电转换效率从原来的3.2%提高到6.0和5.9%。
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