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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 共电沉积制备的Cu2ZnSnS4薄膜用于P-N结光伏器件及染料敏化太阳能电池

    摘要： 采用一步电沉积法在氟/铟掺杂氧化锡（FTO/ITO）镀膜玻璃基底上沉积硫化铜锌锡（Cu?ZnSnS?/CZTS）薄膜，随后在含硫蒸气的氮气氛围中退火15分钟。X射线衍射和拉曼光谱证实形成了纯相Cu?ZnSnS?。通过场发射扫描电子显微镜分析薄膜表面形貌，紫外-可见光谱光学测量显示其吸收系数达10?-10? cm?1量级，光学带隙约1.48 eV。在ITO基底硫化镉薄膜上电沉积CZTS并退火后形成简易p-n结，该结的电流-电压特性呈现约0.9 V拐点电压，表明基于此结可制备具有优异开路电压（Voc）的太阳能电池。将FTO基底CZTS薄膜用作染料敏化太阳能电池（DSSC）对电极（CE），以验证其替代传统铂对电极的潜力。通过在1倍太阳光照射下测定I-V特性，对比评估了CZTS CE与铂电极DSSC的性能：该DSSC展现0.77 V开路电压、1.85 mA/cm2短路电流密度、70.4%填充因子及1%光电转换效率。

    关键词： 非肼路线，太阳能材料，对电极，P-N结，共电沉积，染料敏化太阳能电池

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 密集生长于电纺碳纳米纤维上的Bi2S3纳米颗粒作为液态太阳能电池的低成本对电极

    摘要： 染料敏化太阳能电池（DSSCs）对电极（CE）需兼具良好导电性与高催化活性，而复合材料更易满足这两项要求。本研究通过简易静电纺丝与水热法合成了Bi2S3/碳纳米纤维（CNFs）复合材料，经Bi2S3含量优化后，大量Bi2S3纳米颗粒在CNFs上密集生长且无团聚现象。首次将Bi2S3/CNFs复合材料作为对电极引入DSSCs体系。优化后的Bi2S3/CNFs复合材料展现出优异电化学性能，获得7.64%的光电转换效率（PCE），优于常用铂对电极（7.12%）。基于低成本和简易制备工艺，该Bi2S3/CNFs对电极在开发无铂对电极方面具有广阔前景，有望加速DSSCs的大规模应用。

    关键词： 对电极，硫化铋纳米颗粒，碳纳米纤维，复合材料，染料敏化太阳能电池

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 聚苯胺/电化学剥离石墨烯复合材料作为染料敏化太阳能电池对电极的合成

    摘要： 聚苯胺（PANI）/石墨烯复合材料是无铂染料敏化太阳能电池（DSSC）对电极的优良候选材料。本研究利用废旧电池石墨棒制备了电化学剥离石墨烯（EEG）。直流测量显示EEG具有较低的方阻值502.72 Ω/□。采用直接混合方法，以DMF为溶剂中的EEG悬浮液作为合成介质制备PANI/EEG复合材料。拉曼光谱表明通过特征峰的存在证实成功合成了PANI/EEG复合材料。电流密度-电压（J-V）测试显示该复合材料的功率转换效率优于基于PANI的对电极。

    关键词： PANI/石墨烯复合材料，聚苯胺，对电极，无铂染料敏化太阳能电池，电化学剥离石墨烯

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 葡萄糖衍生多孔碳作为量子点敏化太阳能电池的高效低成本对电极

    摘要： 生物质衍生多孔碳因其来源广泛、成本低廉和稳定性良好等优点，被广泛应用于超级电容器、二氧化碳捕获和锂硫电池等领域。然而，其在量子点敏化太阳能电池（QDSCs）中的应用却鲜有报道。本研究通过水热碳化结合高温KOH活化法制备了葡萄糖衍生多孔碳，并将其作为高效对电极（CE）应用于QDSCs。循环伏安（CV）、电化学阻抗谱（EIS）和塔菲尔极化分析表明，该多孔碳对Sn2?还原反应具有优异的催化活性。其中经900°C活化处理的多孔碳对电极（C900）因高石墨化程度与大比表面积的协同效应，展现出最低的界面电荷转移电阻（Rct=2.4 Ω cm2），性能最佳。采用CdS/CdSe敏化TiO?光阳极与C900对电极组装的QDSCs，在标准太阳光照射下功率转换效率（PCE）高达5.61%。C900的卓越催化活性源于其大比表面积、多孔结构及高石墨化程度。这表明葡萄糖衍生多孔碳有望成为QDSCs中低成本、高效的对电极材料。

    关键词： 生物质衍生多孔碳，KOH活化，量子点敏化太阳能电池，水热炭化，对电极，葡萄糖

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 碳点在染料敏化太阳能电池中的应用：综述

    摘要： 碳点（CDs）是一类具有优异光捕获能力、高光学吸收能力和卓越本征催化活性的零维碳基纳米颗粒。凭借这些优势特性，它们受到了光电器件领域研究人员的广泛关注。近年来，碳点在染料敏化太阳能电池中的应用稳步推进，尤其作为贵金属钌敏化剂和铂对电极的替代材料。本综述对近年来碳点在染料敏化太阳能电池中的应用进行了分类，并阐释了提升碳点性能的作用机制，探讨了碳点表面功能化对其性能的重要影响。最后，我们提出了碳点在染料敏化太阳能电池中面临的挑战与应用前景，这对进一步开发碳点作为新型能源材料具有重要指导意义。

    关键词： 敏化剂、对电极、碳点、表面功能化、染料敏化太阳能电池

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 氮化硼/磺化聚噻吩复合电催化剂作为染料敏化太阳能电池的无TCO和铂对电极：弱光下效率达21%

    摘要： 氮化硼（BN）作为一种新型非金属电催化剂被引入染料敏化太阳能电池（DSSC）的对电极。通过采用磺化聚(3-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-2,5-二基)噻吩（s-PT）导电粘合剂，采用低成本的滴涂法成功将BN/s-PT复合薄膜包裹在柔性碳布（CC）基底的每根碳纤维（CF）上。CC中的每根CF提供了一维电子传输核心，而包裹的BN/s-PT复合薄膜则作为介孔电催化外壳。与原始BN和原始s-PT电极相比，由于BN纳米颗粒和s-PT粘合剂的协同效应，BN/s-PT复合薄膜的电化学和阻抗性能得到了极大提升；前者提供了大的活性表面积和高本征异质速率常数，后者形成了快速的电子传输矩阵。当BN/s-PT溶液中BN的重量百分比适当时，与BN/s-PT复合对电极耦合的最佳DSSC在1个太阳光强下表现出良好的电池效率（η）为9.21%，显示出替代昂贵铂（8.11%）的巨大潜力。在弱光环境（即T5荧光照明）下，DSSC达到了吸引人的η值：6000勒克斯时为21.02%，3000勒克斯时为19.52%，1000勒克斯时为17.48%。

    关键词： 氮化硼，染料敏化太阳能电池，弱光，磺化聚噻吩，对电极

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于氮掺杂多孔碳纳米带的高性能量子点敏化太阳能电池对电极

    摘要： 通过聚吡咯（PPy）纳米管碳化后经化学活化过程，可简便制备氮掺杂多孔碳纳米带（NPCNs）。随后将NPCNs沉积于钛网制备量子点敏化太阳能电池（QDSCs）的对电极。通过电化学测试评估所得NPCN电极的电催化性能，数据显示该电极对多硫化物（S2?/Sn2?）电解液再生反应具有优异的电催化能力，并在多硫化物电解液中表现出高稳定性。NPCN电极的卓越性能可归因于其大比表面积、二维多孔纳米带形貌及丰富的氮原子掺杂，这些特性提供了电催化活性位点并促进电解液扩散。因此，采用NPCN电极作为对电极的QDSC实现了3.27%的功率转换效率，该数值接近使用常规PbS对电极组装的QDSC（4.0%）。

    关键词： 氮掺杂、多孔碳纳米带、量子点、对电极、太阳能电池

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 氮掺杂碳膜上高度透明的镍铁硫化物作为双面量子点敏化太阳能电池的对电极

    摘要： 半导体在量子点敏化太阳能电池中被广泛用作对电极。然而，许多对电极材料导电性差且需要繁琐的后处理工序。本研究团队开发了一种高透明度的MS?@N掺杂碳膜材料（M = Ni、Fe），该材料通过M-TCPP膜的逐层自组装制备而成，作为双面CdS/CdSe量子点敏化太阳能电池的对电极?；贛S?@N掺杂碳膜的器件展现出更高的正反面光电转换效率（NiS?@N掺杂碳膜分别为4.57%和3.98%，FeS?@N掺杂碳膜分别为3.18%和2.63%），优于铂基器件（2.39%和1.74%）。电化学分析（包括循环伏安法、阻抗谱和塔菲尔极化测量）证实，MS?@N掺杂碳膜材料中均匀分布的硫化物赋予其优异的催化活性和稳定性。

    关键词： 氮掺杂碳膜、金属硫化物、量子点敏化太阳能电池、对电极

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 碲掺杂介孔碳纳米材料作为高性能双面染料敏化太阳能电池的无金属透明对电极

    摘要： 通过碲类金属存在下的简易稳定化-碳化方法，制备了具有较高掺杂水平的碲掺杂介孔碳纳米材料。采用该碲掺杂介孔碳（TeMC）材料制得透明对电极（CE），并直接应用于双面染料敏化太阳能电池（DSSC）。为提升双面DSSC器件性能，对电极需兼具优异电催化活性、导电性、电化学稳定性及高透光率。本研究通过碲类金属存在下聚丙烯腈-嵌段-聚丙烯酸丁酯（PAN-b-PBA）嵌段共聚物的简易热解，制备了不同碳化温度的TeMC材料以获得兼具卓越电催化活性与导电性的透明电极。通过模拟电池测试评估TeMC材料的电催化性能，筛选出催化能力最优的材料并通过调控对电极膜厚进行优化，最终应用于双面DSSC器件。结果表明：采用TeMC对电极的双面DSSC器件展现出高光电转换效率（PCE），正面与背面光照下分别达到9.43%和8.06%，创目前双面DSSC报道最高值。这些新型透明碳基电极的研发，可在不牺牲DSSC器件光伏性能的前提下，推动更稳定高效的双面DSSC发展。

    关键词： 透明度、双面器件、介孔碳、碲掺杂、对电极、染料敏化太阳能电池

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 采用金属硫属化合物的量子点敏化太阳能电池最新进展

    摘要： 作为最具前景的第三代光伏器件之一，量子点敏化太阳能电池（QDSCs）因其制备简便、成本低廉及潜在的高效率等优势受到广泛关注。学界通过精确优化材料结构与器件架构，持续致力于提升其光电转换效率（PCEs）与器件稳定性。在QDSCs发展历程中，金属硫化物基半导体作为关键材料发挥着重要作用：既可作为敏化剂捕获太阳光，又能作为对电极（CEs）催化电解液还原反应，还可作为界面修饰层促进电荷传输。本文系统综述了金属硫化物基QDSCs在实际应用中的最新进展，重点从量子点敏化剂、对电极（CEs）及界面修饰层三大功能层面展开。同时概述了这类敏化太阳能电池的基本结构、工作原理及发展简史。最后探讨了采用各类金属硫化物的QDSCs当前面临的挑战与未来发展方向。

    关键词： 界面修饰层、光电转换效率、敏化剂、对电极、量子点敏化太阳能电池、金属硫属化合物

    更新于2025-09-16 10:30:52