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以2-氰基乙酰苯胺为敏化剂及高效共敏化剂、负载HD-2的染料敏化太阳能电池的分子几何结构、合成及光伏性能研究

DOI：10.1016/j.jphotochem.2019.112239 期刊：Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 报道了无金属2-氰基乙酰苯胺类有机染料SA1-6作为敏化剂/共敏化剂在染料敏化太阳能电池(DSSCs)中的设计、合成及光伏性能。所有染料均满足应用于DSSCs的热力学要求。采用Gaussian09软件包完成了DFT和TD-DFT计算，结果表明这些染料的基态氧化电位(GSOP)与激发态氧化电位(ESOP)之间具有适宜的电荷分离特性。理论数据与实验数据吻合良好。在SA1-6系列染料中，共敏化剂SA1展现出最高8.02%的光电转换效率(PCE)，其开路电压(VOC)达0.682V，短路电流密度(JSC)为20.33 mA/cm2，这归因于该染料分子尺寸最小，能覆盖最大面积的TiO?表面。通过电化学阻抗谱测量获得了SA1-6与HD-2的电子寿命数据，这些结果与实验测得的光伏参数高度一致。
作者： Mohamed R. Elmorsy，Ehab Abdel-Latif，Safa A. Badawy，Ahmed A. Fadda
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究无金属2-氰基乙酰苯胺类有机染料作为敏化剂和共敏化剂在染料敏化太阳能电池(DSSCs)中的设计、合成及光伏性能。

研究成果

该研究成功设计、合成了2-氰基乙酰苯胺衍生物SA1-6，并将其作为敏化剂及与高效染料HD-2的共敏化剂应用于染料敏化太阳能电池(DSSCs)。其中共敏化剂SA1展现出最佳效率8.02%，开路电压(VOC)提升至0.68V，短路电流密度(JSC)增至20.33 mA/cm2，这归因于该染料分子尺寸最小，能覆盖最大面积的TiO?表面。电化学阻抗谱(EIS)测试证实：与小尺寸2-氰基乙酰苯胺衍生物共敏化后，HD-2的开路电压值升高，这是由于减少了不良电荷复合现象。

研究不足

该研究聚焦于特定无金属有机染料的合成及其在染料敏化太阳能电池(DSSCs)中作为敏化剂和共敏化剂的光伏性能表现。研究局限性包括染料测试的特定条件及光伏性能评估的范围。

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