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利用石墨烯量子点抑制染料敏化太阳能电池中的电荷传输与电子复合
摘要： 本研究中，通过不同浓度的石墨烯量子点（GQDs）溶液敏化TiO?光电极，以提升染料敏化太阳能电池（DSSC）的光伏性能和电荷传输能力。对比原始TiO?与TiO?-GQDs光电极的性能，探究GQDs掺杂对DSSC的影响。研究发现GQDs使TiO?光电极在可见光范围（λ=375-600nm）的吸光度增强，从而获得最高电流密度（Jsc）和光子-电流转换效率（?c）。以7.5mg/ml GQDs浓度敏化的电池（PG 7.5）表现最优，其Jsc达15.49mA·cm?2（提升28.07%），?c为6.97%（提升70.83%），显著优于原始TiO?电池（12.10mA·cm?2，4.08%）。GQDs的荧光特性可在紫外激发下增强可见光区发射，促进光电极产生更多电子-空穴对，优化光伏参数。PG 7.5电池还呈现最低串联电阻（Rs=36.60Ω）、最高电荷转移电阻（Rct2=41.98Ω）及最长电子寿命（6.33ms），这可能源于TiO?/染料/电解质界面复合的抑制，最终实现53.42%的最高电荷收集效率（CCE）。电化学阻抗谱（EIS）分析证实PG 7.5电池同时具有最佳光伏性能与光子-电流转换效率（PCE）。研究表明GQDs可有效提升DSSC的光伏参数与电荷收集效率。
关键词： 电荷收集效率，GQDs-DSSC，TiO2-GQDs，电荷传输
更新于2025-11-14 17:04:02
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用于增强含Cu-BPCA染料DSSC中电子传输性能的TiO?纳米颗粒的合成与表征
摘要： 染料敏化太阳能电池（DSSCs）因其潜在的低成本和高能效而备受关注，使其成为太阳能转换最具前景的系统之一。通过使用二氧化钛（TiO?）纳米颗粒进行混合，DSSC的效率得到了提升——这种材料既能提供高表面积以容纳吸光敏化剂，又能作为光生电子的稳定导体。在水热法中，TiO?纳米颗粒的合成取决于温度，其直径随不同高压灭菌温度而变化。本研究采用丝网印刷法将TiO?纳米颗粒涂覆在ITO玻璃上。我们合成的TiO?纳米颗粒能为电子传输提供快速通道，并减少背接触路径中光注入电子的捕获。DSSCs采用钌染料和电解质（I??/I??）制备。通过动态光散射（DLS）、X射线衍射、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对TiO?的晶体结构进行了表征，紫外-可见分光光度计测定了吸收光谱，红外光谱用于分析粉末样品中Ti-O-Ti键的峰值。研究发现，纳米颗粒的特性对DSSC效率具有显著影响。
关键词： 纳米粒子、染料、染料敏化太阳能电池（DSSC）、二氧化钛（TiO2）
更新于2025-09-23 15:22:29
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用于染料敏化太阳能电池的新型非对称咔唑基染料的设计、合成与光物理分析
摘要： 报道了具有A-π-D-π-A-π-A结构的二锚定咔唑基染料（Car-Cy、Car-Amin和Car-Mal）作为染料敏化太阳能电池（DSSCs）材料的分子设计、合成与表征。合成的染料结构中富电子咔唑部分与受体/锚定基团（氰基乙酸、4-氨基苯甲酸和丙二酸）及π间隔基（乙烯基和氰基乙烯基噻吩）相连。采用密度泛函理论（DFT）优化了敏化剂的电子特性和分子几何结构，并研究了染料结构对其光伏性能的影响。本研究中合成的染料里，Car-Amin染料作为敏化剂在构建的器件中表现出更优的光伏性能，其功率转换效率（PCE）为2.27%，短路电流密度（JSC）为5.95 mAcm?2，开路电压（VOC）为0.54 V，填充因子（FF）为71%。该染料性能的提升可能与4-氨基苯甲酸作为染料结构中受体基团的强吸电子特性有关。因此，考察了不同受体基团对构建的DSSC器件的影响，结果表明DSSC性能的提升归因于咔唑基染料中存在4-氨基苯甲酸作为受体。
关键词： 4-氨基苯甲酸，丙二酸，染料敏化太阳能电池（DSSC），咔唑，氰基乙酸
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过电位辅助法实现染料敏化太阳能电池高效光阳极的新型环状与非环状咪唑基敏化剂
摘要： 一系列系统化设计的芳基非环（联苯，染料1和2）与环状（菲，染料3和4）及甲基取代（染料5）咪唑衍生物被合成并表征，用于染料敏化太阳能电池（DSSCs）应用。通过将苯甲醚辅助给体连接至咪唑中心的-NH位点获得染料2和4。所有染料的循环伏安法和紫外-可见光谱研究表明其适用于DSSC应用。在合成的染料中，具有菲给体和苯甲醚辅助给体的染料4显示出最高功率转换效率（PCE）7.16%（JSC=13.07 mA/cm2，VOC=0.831 V，FF=0.659）。染料2在光阳极导带中表现出最长的电子寿命，因此基于染料2的DSSC开路电压在所研究染料中最高（0.865 V）。通过采用新型电位辅助染料染色工艺，光阳极上的染料负载量在1小时内提高了18%，进而将PCE提升至8.10%。
关键词： 染料敏化太阳能电池（DSSC）、J-V特性、咪唑、菲、IPCE（入射单色光子-电子转换效率）、联苯
更新于2025-09-23 15:21:01
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含六叔代咔唑基供电子团的推拉式锌酞菁用于染料敏化太阳能电池
摘要： 合成了一种具有大位阻叔丁基咔唑基团（作为电子给体）和羧酸锚定基团的不对称推拉式酞菁，并将其作为光敏剂应用于染料敏化太阳能电池（DSSC）中进行测试。通过1H和13C核磁共振、紫外-可见光谱及质谱对该新型光敏剂进行了表征。大位阻叔丁基咔唑基团可避免酞菁染料发生聚集。密度泛函理论研究表明，最高占据分子轨道（HOMO）离域于取代酞菁的整个π电子体系，而最低未占分子轨道（LUMO）位于分子核心且羧基上具有显著的电子密度分布。该新型染料被用作透明和不透明染料敏化太阳能电池的光敏剂，但由于短路电流密度（Jsc）较低导致电池效率欠佳。
关键词： A3B，锌(II)酞菁，染料敏化太阳能电池，DSSC
更新于2025-09-23 15:21:01
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关于还原氧化石墨烯（rGO）功能化作为染料敏化太阳能电池（DSSC）对电极的初步研究结果
摘要： 为降低染料敏化太阳能电池（DSSC）的制造成本并替代铂（Pt）基对电极（CE），我们采用改良Hummer法结合微波辐照技术，从市售石墨棒合成了还原氧化石墨烯（rGO）粉末。通过将rGO溶于含乙基纤维素（ES）的溶剂中，经两步退火工艺将其附着于FTO表面。采用旋涂技术制备了不同厚度的rGO薄膜（分别为1层rGO（A1）、5层rGO（A2）、10层rGO（A3）和15层rGO（A4））并进行退火处理，以Pt为对电极的参比电池记为A5。四探针法测得的薄膜电阻及电导率计算表明：随着rGO层数增加，电导率递减（A1至A4依次为0.58、0.42、0.07和0.03 S/cm）。光伏测试显示，采用rGO作为CE催化剂可将电池效率从3.82%（A5）提升至4.52%（A1）。当rGO层厚度从A1（2.1 μm）增至A2（10.5 μm）时，效率进一步提高至5.89%；但继续增加至A3（21 μm）和A4（31.5 μm）时，转换效率分别降至2.57%和0.33%。其中10.5 μm厚度的A2电池获得最高转换效率。需进一步研究CE厚度与电导率对DSSC内部参数的影响，以深入理解该现象。
关键词： 还原氧化石墨烯（rGO）、导电性、光伏测量、染料敏化太阳能电池（DSSC）、对电极
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过钌(II)基N749染料与有机敏化剂RK1共敏化提升染料敏化太阳能电池的性能
摘要： 本研究报告旨在通过共敏化方法提升染料敏化太阳能电池（DSSCs）的光伏性能，并探究有机共敏化剂浓度对所制备电池整体效率的影响。采用钌(II)基染料N749与有机敏化剂RK1的共敏化方案时，电池整体效率达8.15%。通过紫外-可见光谱、电化学阻抗谱(EIS)、入射光子-电子转换效率(IPCE)及电流-电压(I-V)特性对电池进行评估。有机共敏化剂浓度对DSSC性能具有显著影响：当RK1浓度为0.2 mM、N749浓度为0.3 mM时，标准光照条件(AM1.5G，100 mW/cm2)下测得最佳参数：短路电流密度Jsc=19.45 mA/cm2，开路电压Voc=688 mV，填充因子FF=61%，功率转换效率PCE=8.15%。该共敏化电池效率显著优于单一染料敏化电池[N749(4.94%)和RK1(5.76%)]。效率提升源于共敏化体系中电子-空穴复合速率降低、I?/I??竞争吸收减弱以及染料聚集程度下降的协同效应。
关键词： 共敏化、效率、钌(II)基染料(N749)、光伏、有机敏化剂(RK1)、染料敏化太阳能电池(DSSC)
更新于2025-09-23 15:19:57
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采用基于二胺双齿配体的钌(II)配合物进行分子设计，作为染料敏化太阳能电池(DSSC)的敏化剂以提升性能
摘要： 本文通过分子设计理念合成了含不同二氨基苯骨架的钌(II)配合物衍生物并进行了表征。这些拟用作染料敏化太阳能电池(DSSC)光活性染料的配合物不仅具有适宜的光电性能，其配体也能按照DSSC机理发挥作用。首组合成的钌(II)配合物(5-8A)在DSSC测试中功率转换效率(PCE)为0.64–2.25%。其中二苯甲酮结构(8A)表现最优，以其为基础合成了第二系列配合物。通过测试8B和8C配合物考察不同官能团对电池性能的影响，虽然其PCE低于8A，但仍分别达到1.63%和2.05%。由此直接确定了分子结构中不同官能团与骨架结构对DSSC效率的影响，并证实简单官能团的改变可显著提升电池性能。
关键词： 双齿配体、太阳能电池、染料敏化太阳能电池（DSSC）、钌染料、磺酰胺、二氨基苯
更新于2025-09-23 15:19:57
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使用乙腈溶液中考马斯亮蓝制备的二氧化钛基染料敏化太阳能电池的性能
摘要： 基于合成染料敏化剂的太阳能电池成功制备，并对其光伏性能进行了测试。采用溶胶-凝胶法合成了二氧化钛（TiO2）纳米颗粒，通过XRD和HRTEM分析测定其结构与形貌特性。XRD测定了TiO2颗粒的晶粒尺寸，并经TEM验证。将溶解于乙腈的合成考马斯亮蓝（CBB）作为染料用于纳米晶TiO2太阳能电池。采用简单的刮涂法在FTO玻璃基底上制备TiO2薄膜，通过紫外-可见吸收光谱分析对染料进行表征。CBB染料的强吸收性增强了染料敏化太阳能电池的性能。结果表明，以TiO2为光阳极、CBB为敏化剂时展现出良好的转换效率。
关键词： CBB、DSSC、TEM、XRD、二氧化钛
更新于2025-09-19 17:13:59
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简易接枝共聚物模板法合成介孔聚合物金属有机框架以制备介孔TiO2：光伏与光催化应用的有前景平台
摘要： 以亲水性对苯二甲酸为配体、异丙醇钛为聚合物MOF前驱体、两亲性接枝共聚物（即聚氯乙烯接枝聚环氧乙烷甲基丙烯酸酯(PVC-g-POEM)）为结构导向剂，在掺氟氧化锡(FTO)基底上制备了介孔聚合物金属有机框架材料(mesoporous polymeric MOFs)。该两亲性接枝共聚物中的亲水性POEM链段与亲水性配体及聚合物MOF前驱体相互作用。经500°C热处理后，介孔聚合物MOFs转化为具有高比表面积和结晶度的介孔TiO2，适用于光伏和光催化应用。采用该介孔TiO2光阳极制备的固态染料敏化太阳能电池(ssDSSCs)和染料敏化太阳能电池(DSSCs)在100 mW/cm2光照下的效率分别达到7.45%和8.43%，显著高于传统TiO2光阳极电池的5.36%和7.14%。效率提升归因于介孔TiO2良好的互连性、更大比表面积和高孔隙率，这有效抑制了界面电荷复合损失，增强了电子传输，增加了染料负载量并促进了电解质渗透。该介孔TiO2在紫外光照射下降解腐殖酸时展现出优异的光催化活性。
关键词： 光催化剂、染料敏化太阳能电池（DSSC）、金属有机框架（MOF）、接枝共聚物、二氧化钛（TiO2）、聚合离子液体、介孔材料
更新于2025-09-19 17:13:59