研究目的
研究利用胭脂虫、木瓜皮和微藻斜生栅藻的天然色素共敏化二氧化钛太阳能电池的光转换效率。
研究成果
研究表明,胭脂虫、木瓜皮和微藻斜生栅藻中的天然色素可作为染料敏化二氧化钛太阳能电池的敏化剂,三者组合使用时最大光电转换效率可达0.36%。该效率处于天然色素报道范围内,而木瓜皮提取物与斜生栅藻叶绿素的创新应用为可持续环保型太阳能电池技术研究开辟了新途径。
研究不足
该研究的局限性在于所实现的 光电转换效率,其数值处于天然色素 报道范围内,但仍低于合成染料 所达到的水平。将木瓜皮提取物 和斜生栅藻叶绿素作为敏化剂 应用于染料敏化太阳能电池(DSSC) 的新方法具有前景,但需进一步优化 以提高效率。
1:实验设计与方法选择:
本研究测试了三种不同天然色素作为单一敏化剂,随后组合为共敏化剂应用于染料敏化二氧化钛太阳能电池。通过研究色素的吸收特性及光电化学参数来确定电池的光电转换效率,并采用电化学阻抗谱(EIS)测定界面电荷传输过程。
2:样本选择与数据来源:
天然色素取自胭脂虫、木瓜皮和微藻斜生栅藻。使用安捷伦科技分光光度计(Cary 5000)测量色素溶液的紫外-可见吸收光谱。
3:实验设备与材料清单:
安捷伦科技分光光度计(Cary 5000)、日本电子JSM-7800F扫描电子显微镜(SEM)、Oriel Sol 3A太阳光模拟器、Gamry Reference 600电化学工作站、Newport 74125单色仪。
4:0)、日本电子JSM-7800F扫描电子显微镜(SEM)、Oriel Sol 3A太阳光模拟器、Gamry Reference 600电化学工作站、Newport 74125单色仪。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:光电极由宽带隙介孔半导体纳米颗粒层、作为敏化剂的光捕获分子、氧化还原电解质及通常涂覆铂的对电极组成。采用移液技术进行光电极敏化处理。
5:数据分析方法:
通过J-V曲线测定光电转换效率(PCE)。进行电化学阻抗谱(EIS)测量以分析电池内部的传输与复合过程。
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Agilent Technologies spectrophotometer
Cary 5000
Agilent Technologies
Measuring the UV-Vis absorption spectra of the pigment solutions.
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JEOL JSM-7800F scanning electron microscope
JSM-7800F
JEOL
Analyzing the cross-section of an untreated TiO2 film and the photoelectrodes sensitized with CA, PA and Chl.
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Oriel Sol 3A solar simulator
Sol 3A
Oriel
Simulating solar irradiance for measuring the photoelectric conversion efficiency.
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Reference 600 potentiostat
Reference 600
Gamry
Measuring the photoelectric conversion efficiency.
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Newport 74125 monochromator
74125
Newport
Measuring the incident photon to current conversion efficiency (IPCE) spectra.
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