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锌卟啉的介观取代基对染料敏化太阳能电池效率的影响及其在短时白光照射下性能的提升
摘要： 本文报道了四种锌金属卟啉染料——meso-四(4-吡啶基)卟啉合锌(II)（a）、meso-三苯基-(4-羧基苯基)卟啉合锌(II)（b）、meso-四(4-羧基苯基)卟啉合锌(II)（c）和meso-三吡啶基-(4-羧基苯基)卟啉合锌(II)（d）的敏化活性，通过电流-电位曲线、开路电位、填充因子及总太阳能转换效率等指标进行评估（测试条件为100 mW/cm2光照强度），并与基准染料N719（二-四丁铵顺式-双(异硫氰基)双(2,2'-联吡啶-4,4'-二羧基)钌(II)）进行性能对比。研究聚焦于含锚定基团（包括吡啶基和羧苯酸基）染料在二氧化钛基染料敏化太阳能电池(DSSCs)中的结构特性，论证同一分子结构中两类锚定基团的组合如何在未来显著优化DSSCs性能，并讨论所有染料光伏性能的显著提升：在短时白光照射下，DSSC总效率最大增幅达25%-69%。
关键词： 染料敏化太阳能电池（DSSCs）、大环化合物、羧酸锚定基团、染料、光电转换效率、二氧化钛（TiO2）、金属卟啉
更新于2025-09-23 15:19:57
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用于高效染料敏化太阳能电池（DSSCs）的功能化金属氧化物纳米颗粒：综述
摘要： 染料敏化太阳能电池（DSSCs）因其低成本、可在多种基底上制备、结构可调控、优异的透光性、光伏输出性能，以及在可穿戴设备、可持续能源建筑、太阳能窗户等领域的潜在应用，成为下一代光伏能量转换技术。DSSC工作器件由导电氧化物基底、宽带隙半导体光阳极、染料分子（敏化剂）、对电极和氧化还原电解质等组件构成。通过对半导体金属氧化物进行量子点、有机共轭聚合物等适当功能化修饰，可制备高效DSSC器件。本综述讨论了不同光伏技术、DSSC工作原理、采用各类新型无机纳米结构材料的器件制备工艺，以及影响DSC器件性能的关键参数——光电转换效率（PCE）、短路电流（Jsc）、开路电压（Voc）和填充因子（FF）。
关键词： 光伏技术、量子点、敏化剂、染料敏化太阳能电池器件参数、染料敏化太阳能电池（DSSCs）、半导体金属氧化物
更新于2025-09-23 15:19:57
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探究Ni<sub>x</sub>Sn<sub>2x</sub>S<sub>4x</sub>硫代尖晶石与多壁碳纳米管（MWCNTs）的协同效应及其在染料敏化太阳能电池、析氢反应和超级电容器中的性能提升
摘要： 通过简便方法合成了具有类硫代尖晶石结构的三功能硫化镍锡(NixSn2xS4x)与多壁碳纳米管(MWCNTs)复合材料(M–NixSn2xS4x)。采用密度泛函理论(DFT)研究了该复合材料的晶胞排列，理论分析合理推断出硫代尖晶石与MWCNTs之间存在协同效应。M–NixSn2xS4x复合材料展现出高金属导电性和优异电催化活性：作为染料敏化太阳能电池(DSSCs)对电极时，在氟掺杂氧化铟锡(FTO)基底上达到4.67%效率（对比Pt的5.23%）；作为析氢反应(HER)催化剂时性能媲美Pt，在石墨片电极上表现出良好循环稳定性，10 mA cm-2阴极电流密度下过电位仅-41 mV且塔菲尔斜率为43 mV/dec；作为电容材料时性能突出，替代昂贵泡沫镍集流体时在1 A g-1电流密度下比电容达1,200 F g-1，经15,000次循环后仍保持92.6%的初始容量。
关键词： HER（析氢反应），硫代尖晶石，混合超级电容器，循环稳定性，低过电位，染料敏化太阳能电池（DSSCs）
更新于2025-09-19 17:13:59
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用于减少染料敏化太阳能电池干燥的甘油基电解质
摘要： 染料敏化太阳能电池（DSSCs）在柔性甚至可拉伸基底（如建筑纺织品）上的应用备受关注。此类应用的主要挑战在于电解质通常呈液态，不仅会通过多孔纺织结构渗漏，还会从常规玻璃基DSSCs的边缘溢出。解决方案包括完全密封玻璃基电池、制备固态电解质或将液态电解质嵌入纺织基质中。本研究报道了一种防止电解质蒸发的新途径：以甘油作为碘-三碘化物电解质的基底时，玻璃基DSSCs在三个多月内保持效率稳定甚至提升；而采用市售水性碘-三碘化物电解质的对照电池，四周后效率即开始下降，两个月后完全干涸。结果表明，使用甘油基液态电解质（可能结合纺织基质）可制造无需完美密封的耐用DSSCs。
关键词： 甘油、碘三碘化物、天然染料、电解质、纺织织物、染料敏化太阳能电池（DSSCs）
更新于2025-09-16 10:30:52
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用于染料敏化太阳能电池的高效对电极的SiNW/C@Pt阵列
摘要： 现代能源需求与环境可持续性的紧迫问题促使许多研究团队聚焦于新型纳米材料制成的能量生成装置。我们制备了铂纳米颗粒修饰的硅纳米线/碳核壳纳米材料（SiNW/C@Pt），其制备流程相对简单：通过湿法化学刻蚀形成硅纳米线（SiNWs），采用化学气相沉积构建碳壳层，再经滴涂法和热处理嵌入铂纳米颗粒（Pt NPs）。将该纳米材料作为对电极（CE）应用于染料敏化太阳能电池（DSSCs）测试中?；诶馄缀蚗射线光电子能谱（XPS）的材料表征数据显示，SiNW/C@Pt展现出优良电催化剂的潜力——拉曼光谱表明铂纳米颗粒修饰增强了硅纳米线/碳的表面反应活性，同时证实碳壳层包含石墨相（sp2杂化）与缺陷相（sp3杂化）两种碳形态。使用该材料制备的对称虚拟电池与DSSC器件分别实现了0.025 Ω·cm2的最小电荷转移电阻和9.46%的最高转换效率。
关键词： 核壳结构、缺陷碳、电催化活性、染料敏化太阳能电池（DSSCs）、对电极（CEs）、硅纳米线（SiNWs）
更新于2025-09-16 10:30:52
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一种提高染料敏化TiO?太阳能电池整体光电转换效率的新方法
摘要： 过去几年，由于染料敏化太阳能电池（DSSCs）成本低且具有较高的潜在光电转换效率，越来越多的科学家和研究人员开始重视对其的研究。影响染料敏化太阳能电池光电转换效率主要有两个因素：一是太阳能电池的光子吸收率低，二是光生电子通过厚纳米晶薄膜的传输率低。因此，为了进一步研究和提高效率，采用COMSOL Multiphysics建立了精确模型来揭示DSSC的光响应和电流传输过程。具体而言，研究了光学模型以确定每个电池吸收多少太阳能，以及电学模型以确定整体效率。此外，还构建了三种改进的DSSC微/纳结构以提高效率。研究表明，更合适的结构可以收集更多太阳能并提高电子扩散效率，从而提高DSSC的整体光电转换效率。
关键词： 染料敏化太阳能电池（DSSCs）、COMSOL Multiphysics、光电耦合模拟、微/纳结构
更新于2025-09-12 10:27:22
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用于可穿戴能量收集的机织涤棉织物上丝网印刷染料敏化太阳能电池（DSSCs）
摘要： 近年来，对轻质、柔性和可穿戴染料敏化太阳能电池的需求迅速增长。其中一个驱动因素是为了应对电子纺织品应用中供电的挑战。将这种功能集成到纺织品中，与目前采用传统塑料太阳能贴片集成的方法相比，将改善织物的触感。本工作采用低温处理的二氧化钛浆料，基于丝网印刷和喷涂技术开发了一种制备光伏纺织品的方法。所采用的制备方法为低温工艺，且与Kapton和标准65/35聚酯棉机织面料兼容。与最新文献[1-3]相比，当使用铂涂层氟锡氧化物（FTO）玻璃作为顶电极时，我们的结果显示在Kapton和织物上分别实现了7.03%和2.78%的光伏效率提升。
关键词： 可穿戴太阳能电池、智能织物与印刷电子技术、纺织太阳能电池、可穿戴技术、染料敏化太阳能电池（DSSCs）
更新于2025-09-12 10:27:22
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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
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。
关键词： 2-氰基乙酰苯胺，密度泛函理论，锚定基团，染料敏化太阳能电池（DSSCs）
更新于2025-09-12 10:27:22
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金属有机框架衍生多孔饼状TiO2作为染料敏化太阳能电池的高效散射层
摘要： 通过煅烧钛基金属有机框架材料(MOFs)MIL-125制备出多孔饼状锐钛矿型TiO2，并将其作为高效散射层应用于染料敏化太阳能电池(DSSCs)。采用SEM、TEM和XRD对多孔饼状TiO2的形貌结构进行表征。以该材料为散射层的DSSCs光电转换效率(PCE)达6.91%，显著高于单层P25 TiO2基电池(3.89%)。N2吸附/脱附等温线分析、漫反射光谱、入射光子-电流效率(IPCE)测试及电化学阻抗谱(EIS)表明，这种多孔饼状TiO2通过提升比表面积和入射光散射性能，对光电转换效率的提高起关键作用。
关键词： 金属有机框架材料（MOFs）、染料敏化太阳能电池（DSSCs）、多孔蛋糕状二氧化钛（Porous cake-like TiO2）、光散射层（Light scattering layer）
更新于2025-09-11 14:15:04
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采用并联铝掺杂氧化锌/二氧化钛光阳极的染料敏化太阳能电池
摘要： 本研究中，氧化锌（ZnO）纳米棒和铝掺杂氧化锌（AZO）纳米片均通过水热法沉积于氟掺杂氧化锡（FTO）玻璃上。当光阳极添加ZnO纳米棒或AZO纳米片后，由于电子传输改善和染料吸收增强，光伏转换效率（PCE）得以提升。电化学阻抗谱（EIS）验证了电子传输的改善，紫外-可见光谱证实了染料吸收的增加。这两个因素共同促进了PCE的提高。测试了采用ZnO纳米棒/TiO2和AZO纳米片/TiO2光阳极的染料敏化太阳能电池（DSSCs）参数，并通过EIS记录结果。数据显示，添加ZnO纳米棒使短路电流密度（Jsc）从9.07 mA/cm2提升至10.91 mA/cm2，开路电压（Voc）从0.68 V升至0.70 V，PCE相应从3.70%增至4.73%。当DSSCs采用平行银栅极器件制备时，连接电阻降低使PCE从3.67%提高到4.04%。
关键词： 二氧化钛（TiO2）、染料敏化太阳能电池（DSSCs）、并联连接、掺铝氧化锌（AZO）
更新于2025-09-11 14:15:04