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oe1(光电查) - 科学论文

24 条数据
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  • 牛脑蛋白的两性离子效应对染料敏化太阳能电池（DSSC）效率提升的研究

    摘要： 染料敏化太阳能电池（DSSC）是一种利用植物天然染料吸附于半导体中将太阳能转化为电能的电池。该电池制造成本较低、易于生产、可在可见光下工作且环保。其缺点是与硅基太阳能电池相比效率仍较低，这种低效源于DSSC中电流流动存在障碍。本研究成功通过在多孔TiO2半导体中沉积牛脑包涵素蛋白制备了DSSC——牛脑蛋白的两性离子效应能降低电阻并增强电流。填充TiO2颗粒间隙的牛脑蛋白两性离子效应既产生捕获电子的酸性反应又形成释放电子的碱性基团，从而使牛脑蛋白可作为TiO2分子间的电子桥梁提升DSSC电流。研究采用0%、25%、50%和75%四种浓度将牛脑包涵素蛋白沉积于多孔TiO2半导体，通过X射线衍射仪（XRD）测定晶体结构、傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析功能团组成、扫描电子显微镜（SEM）观察表面形貌特征，并使用AM 1.5G太阳模拟器（1000W/m2）测试效率变化。XRD结果显示随着牛脑蛋白浓度增加，氨基酸晶体结构与尺寸增大（75%添加量时达最大值42.25nm）。FTIR表明蛋白添加会在DSSC表面形成含氨基的蛋白质功能团，且浓度升高时FTIR光谱显示功能团能量吸收更显著。SEM观察到TiO2沉积蛋白分子浓度增加会使分子间空腔减小，证实蛋白填补了TiO2间隙。AM 1.5G测试表明75%脑蛋白浓度添加时获得最高效率值1.465%。

    关键词： 染料敏化太阳能电池（DSSC）、效率提升、网格蛋白、两性离子效应、二氧化钛（TiO2）、牛脑

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 表面碳壳功能化的ZrO2作为纳米填料用于聚合物凝胶电解质基染料敏化太阳能电池

    摘要： 我们制备了以聚乙二醇基聚合物凝胶电解质（PGEs）为基体、掺杂表面碳壳功能化ZrO?纳米颗粒（ZrO?-C）作为纳米填料（NFs）的染料敏化太阳能电池（DSSCs）。通过原子转移自由基聚合（ATRP）法，以聚乙二醇甲基醚甲基丙烯酸酯（POEM）为骨架聚合ZrO?后经碳化处理制得ZrO?-C。当ZrO?-C/PGEs中ZrO?-C含量为12 wt%时，DSSC的功率转换效率达到5.6%，高于纯PGEs体系（4.4%）。效率提升归因于ZrO?-C与聚乙二醇间的路易斯酸碱相互作用、ZrO?-C碳壳的催化效应——这些作用降低了电解质结晶度、增强了离子电导率、减小了对电极/电解质界面电阻并提高了电荷转移速率。结果表明：在PGEs中引入ZrO?-C能显著提升DSSCs性能。

    关键词： 聚合物凝胶电解质（PGE）、二氧化锆（ZrO2）、染料敏化太阳能电池（DSSC）、纳米填料（NF）、碳、原子转移自由基聚合（ATRP）

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 用于染料敏化太阳能电池（DSSC）的N719衍生物：一项理论研究

    摘要： 本研究的主要目标是运用密度泛函理论（DFT）分析化学修饰对N719衍生物电子结构的影响，以评估其在染料敏化太阳能电池（DSSC）中的应用。紫外-可见光谱表明，电子构型对于研究太阳辐射吸收及分析电子传输层（ETL）、电解质与染料间的电荷传输机制至关重要?？遣阌氡湛遣愕缱庸剐陀肴玖系奈漳芗凹し⒛芟喙?。根据本研究结果，可确定N719、N719-2、N719-7和N719-8（中性及双阴离子态）是最佳候选材料——其带隙特性及与ETL的能带排列有助于太阳能器件工作时实现高效电荷传输。本研究还报道了所有体系的光捕获效率（LHE），该参数通过提升载流子生成量可改善器件性能。这些结果可为这些敏化剂的化学修饰实验研究提供指导。

    关键词： 紫外-可见光谱、光捕获效率、分子结构、光谱学、密度泛函理论、N719衍生物、理论研究、量子化学、密度泛函理论、染料敏化太阳能电池、DSSC、染料敏化太阳能电池、光捕获效率

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 含苯并噻二唑基染料<b>RK-1</b>的染料敏化太阳能电池工作电极中的染料聚集、光结构重组及多重并发染料···TiO<sub>2</sub>结合模式

    摘要： 染料敏化太阳能电池（DSSCs）被广泛视为下一代光伏器件的有力竞争者。该电池中的光捕获组分——敏化剂吸附于半导体层形成光电极，用于吸收太阳能并转化为电能。染料的选择对DSSC性能具有深远影响，因此过去数十年间科研人员投入大量精力研发和测试各类敏化剂。本文重点研究无金属苯并噻二唑基染料2-氰基-3-(4-(7-(5-(4-(二苯胺基)苯基)-4-辛基噻吩-2-基)苯并[c][1,2,5]噻二唑-4-基)苯基)丙烯酸（RK-1），该染料展现出优异的功率转换效率与高稳定性。我们通过模拟与实验相结合的方法，系统研究了其光学与结构特性：RK-1在可见光区呈现宽吸收带并在溶液中形成H聚集体；当染料吸附于TiO?时，其氰基丙烯酸基团发生去质子化作用，导致吸收带发生蓝移；发射光谱显示宽谱带与大斯托克斯位移（6949 cm?1），表明激发过程中存在多种结构重组过程。时变密度泛函理论（TD-DFT）计算表明RK-1分子的分子内电荷转移主要源于HOMO-LUMO跃迁；DFT建?；菇沂玖饲杌斡隩iO?锚定的作用机制，使染料-TiO?结合结构更稳定。傅里叶变换红外光谱数据证实，RK-1···TiO?界面结构中同时存在桥联双齿（BB）与COO/CN（A2）两种结合模式。

    关键词： 染料敏化太阳能电池（DSSC）染料、RK-1、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、密度泛函理论（DFT）、含时密度泛函理论（TDDFT）、结合模式

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 用胭脂虫、木瓜皮和微藻斜生栅藻天然色素共敏化的二氧化钛太阳能电池的光转换效率

    摘要： 从胭脂虫、木瓜皮和微藻斜生栅藻中提取的三种天然色素被测试作为染料敏化二氧化钛太阳能电池的敏化剂。通过研究色素的吸收特性和光电化学参数来确定电池的光电转换效率。利用电化学阻抗谱（EIS）测定了单独敏化和共敏化电池中的界面电荷传输过程。经过测试不同浓度组合后，单独使用胭脂虫、木瓜皮提取物和斜生栅藻提取物获得的最高效率分别为0.228%、0.093%和0.064%。而采用三种色素组合的敏化电池达到了0.36%的转换效率，该效率处于天然色素报道值范围内。本研究首次将木瓜皮提取物和斜生栅藻叶绿素作为染料敏化太阳能电池的可能敏化剂进行考察。

    关键词： 光电化学参数、能量转换效率、天然色素、染料敏化太阳能电池（DSSC）、混合提取物、电化学阻抗谱（EIS）

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 基于天然染料的染料敏化太阳能电池（DSSC）中网格蛋白增加电流的作用

    摘要： 染料敏化太阳能电池（DSSC）具有制造成本相对低廉、易于生产、适用于可见光区域且环保的特点。其不足之处在于，与硅基太阳能电池相比效率仍然较低。本研究成功制备了沉积有笼形蛋白的DSSC。研究采用的方法是以0%、25%、50%和75%的浓度将笼形蛋白沉积在多孔TiO2半导体中。通过对已制备的DSSC进行电流测试（使用太阳能模拟器测定DSSC中产生的电流变化），得出研究结论：随着DSSC中笼形蛋白添加浓度的提高，其产生的电流随之增加。太阳能模拟器测试结果显示，当笼形蛋白添加浓度为75%时，获得的电流值最高，达到5.247 mA。

    关键词： 电流，染料敏化太阳能电池，二氧化钛，网格蛋白，DSSC

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 具有供体-π-受体结构单元的新型咪唑衍生物染料设计，用于高效有机染料敏化太阳能电池

    摘要： 在本研究中，我们通过一锅合成法制备了供体/受体取代的咪唑衍生物4-(1-(3-氯-4-硝基苯基)-4,5-二苯基-1H-咪唑-2-基)苯甲酸（CNI），并采用红外光谱、扫描电镜和能谱等光谱方法进行了表征。测得CNI染料的溶剂化变色位移和量子产率分别为1.85%和0.57。不同浓度TiO2纳米颗粒作用下吸光度增强而荧光光谱减弱的现象，证实了染料与TiO2纳米颗粒间存在相互作用。Rehm-Weller关系表明CNI染料荧光减弱源于光诱导电子转移过程，Stern-Volmer研究表明其荧光猝灭机制为动态与静态联合猝灭过程。此外，采用吸收光谱、稳态及时间分辨荧光法研究了CNI染料对TiO2纳米颗粒的光敏化作用，并测定了所制备CNI染料敏化太阳能电池的光伏能量转换效率与填充因子。

    关键词： 染料敏化太阳能电池（DSSC）、二氧化钛纳米颗粒、光诱导电子转移、荧光猝灭、咪唑衍生物

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 染料敏化太阳能电池功能材料中的界面工程 || 光阳极功能：电荷转移动力学、挑战与替代策略

    摘要： 人口增长带来了巨大的能源需求，这加速了化石燃料的消耗[1]。在多种基于可再生能源的替代方案中，染料敏化太阳能电池（DSSC）是20世纪90年代初光伏领域出现的一种具有成本效益且潜力巨大的硅太阳能电池替代品，因其采用廉价组件和简单的制造工艺。DSSC在工作原理上与传统p/n结太阳能电池完全不同；然而，它采用了自然光合作用的原理，因此常被称为人工光合作用。光阳极上的单层染料分子就像植物中的叶绿素一样，吸收入射光并在电池中产生正负电荷载体。

    关键词： 光阳极、染料敏化太阳能电池、电荷转移动力学、可再生能源、DSSC

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 以紫花鸢尾（Iris Persica）色素作为新型敏化剂、TiO?纳米纤维作为光阳极电极的染料敏化太阳能电池

    摘要： 本研究通过紫外-可见光谱（UV-Vis）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析了百合（Iris Persica）染料作为敏化剂的效果。结果表明百合色素能有效吸收入射光，这主要归因于FTIR分析中显示的色素结构含有C=O和O-H等官能团，证实了百合色素作为敏化剂的适用性。另一方面，采用静电纺丝法以异丙醇钛（TIPP）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶液制备了不同直径的锐钛矿型TiO?纳米纤维，通过调节纺丝进料速率（0.1-0.5 mL/h）控制纳米纤维直径，其他参数（电压25 kV、针头到收集器距离15 cm、收集器转速500 rpm）保持恒定。采用SEM、FESEM、XRD和TEM技术对纳米纤维进行表征，FESEM和XRD分析显示纳米纤维直径和结晶度随进料速率增加而提高。以430nm TiO?纳米纤维（进料速率0.3mL/h制得）组装的染料敏化太阳能电池（DSSC）表现出1.72%的能量转换效率（η）、50.78%的光子-电子转换效率（IPCE）、2.716 mA/cm2的短路电流密度（JSC）和0.738V的开路电压（VOC）。由于染料更有效的光吸收及纳米纤维对色素的吸附作用，该DSSC效率较先前同类电池更高。

    关键词： 二氧化钛纳米纤维、野生百合染料、染料敏化太阳能电池（DSSC）、静电纺丝

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE TENCON 2019 - 2019年IEEE第十区会议(TENCON) - 印度科钦(2019.10.17-2019.10.20)] TENCON 2019 - 2019年IEEE第十区会议(TENCON) - 研究"Keriang"水果染料在锐钛矿-金红石TiO?电极染料敏化太阳能电池中的性能应用

    摘要： 染料敏化太阳能电池（DSSC）或称"格雷策尔电池"是一种低成本薄膜太阳能电池，由二氧化钛电极涂层、浸泡在二氧化钛膜中的染料分子敏化剂、介质电解质层和对电极组成。本文重点研究采用锐钛矿型与锐钛矿-金红石混合型纳米晶二氧化钛，在不同厚度下以高吸光性染料敏化，并采用替代性导电对电极催化材料制备染料敏化太阳能电池。研究提出采用10微米厚度、1:4浓度比的锐钛矿-金红石（RA）混合相，吸附自"keriang"果实提取物中高浓度花青素染料，并以碳材料作为对电极的方案。该结构展现出1.16%的最高电池效率，其短路电流达5.5 mA/cm2、填充因子为0.55，均为所有天然基太阳能电池实验中的最高值。

    关键词： 克雷昂、金红石、锐钛矿、二氧化钛、染料、染料敏化太阳能电池（DSSC）

    更新于2025-09-12 10:27:22