研究目的
研究使用炭黑与打印机碳粉的复合物作为染料敏化太阳能电池(DSCs)的低成本对电极材料。
研究成果
炭黑与打印机墨粉的复合物对染料敏化太阳能电池中三碘离子的还原表现出良好的催化能力,为铂提供了一种低成本替代方案。尽管与铂基染料敏化太阳能电池相比效率略低,但该复合物的性能具有可比性,使其成为降低染料敏化太阳能电池制造成本的有效选择。
研究不足
基于该复合材料对电极的染料敏化太阳能电池串联电阻高于铂基对电极电池,这略微降低了填充因子和整体效率。优化复合材料中灯黑与打印机碳粉的比例可改善这些参数。
1:实验设计与方法选择:
研究采用传统芥子油灯产生的油烟与打印机碳粉按1:1重量比制备复合材料,用作染料敏化太阳能电池(DSCs)的对电极。通过X射线衍射(XRD)分析油烟的结构组成,并利用扫描电子显微镜(SEM)观察其形貌。
2:样本选择与数据来源:
油烟取自芥子油灯燃烧产物,打印机碳粉购自当地市场。该复合材料用于制备DSCs对电极。
3:实验设备与材料清单:
X射线粉末衍射仪(D2 PHASER,布鲁克)、LEO 435VP扫描电镜、Abet SunLite太阳光模拟器11002,以及芥子油、打印机碳粉、FTO玻璃基底等材料。
4:实验流程与操作步骤:
采用刮刀法将复合材料涂覆于FTO玻璃基底制备对电极,并在模拟太阳光下测试DSCs的光伏性能。
5:数据分析方法:
根据太阳电池测试系统获得的电流密度-电压(J-V)曲线,计算光伏参数(短路电流密度Jsc、开路电压Voc、填充因子FF和光电转换效率η)。
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X-ray powder diffractometer
D2 PHASER
Bruker
Analyzing the structural composition of lampblack and printer toner.
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SEM
LEO 435VP
Examining the morphology of lampblack and printer toner.
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Solar Stimulator
Abet SunLite 11002
Testing the photovoltaic performance of DSCs under simulated sunlight.
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