Author Affiliations
Abstract
1 School of Future Technology and Henan Key Laboratory of Photovoltaic Materials, Henan University, Kaifeng 475004, China
2 Zhenjiang Mars Photoenergy Technology Co., Ltd, Zhenjiang 212011, China
The TiO2 with nanoparticles (NPs), nanowires (NWs), nanorods (NRs) and nanotubes (NTs) structures were prepared by using a in-situ hydrothermal technique, and then proposed as a photoanode for flexible dye-sensitized solar cell (FDSSC). The influences of the morphology of TiO2 on the photovoltaic performances of FDSSCs were investigated. Under rear illumination of 100 mW·cm?2, the power conversion efficiencies of FDSSCs achieved 6.96%, 7.36%, 7.65%, and 7.83% with the TiO2 photoanodes of NPs, NWs, NRs, and NTs and PEDOT counter electrode. The FDSSCs based on TiO2 NRs and NTs photoanodes have higher short circuit current densities and power conversion efficiencies than that of the others. The enhanced power conversion efficiency is responsible for their nanotubes and rod-shaped ordered structures, which are more beneficial to transmission of electron and hole in semiconductor compared to the TiO2 nanoparticles and nanowires disordered structure.
dye-sensitized solar cells photoanode TiO2 morphology Journal of Semiconductors
2024, 45(2): 022801
北京石油化工学院新材料与化工学院，特种弹性体复合材料北京市重点实验室，北京 102617
染料敏化太阳能电池（DSSC）具有制备工艺简单、成本低廉等特点，是太阳能有效利用的途径之一。本文简单介绍了染料敏化太阳能电池的组成、结构和工作原理，详细介绍了组成染料敏化太阳能电池的TiO2光阳极材料，总结了目前TiO2光阳极的研究成果，分析了TiO2 光阳极材料改性对DSSC性能的影响。同时，展望了TiO2光阳极的未来发展方向。
半导体材料 染料敏化太阳能电池 二氧化钛 光阳极 TiO2电极材料改性 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1500008
1 北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家实验室，北京 100871
2 四川大学生物医学工程学院，四川 成都 610065
全固态纤维电池是纤维态光伏电池走向实际应用的关键性技术之一。回顾了纤维态光伏电池光学结构的发展历程，重点阐述了无透明导电氧化物的纤维态光伏电池所采用的双电极缠绕结构设计的创新性和重要性。新材料（包括非富勒烯基的有机分子和钙钛矿）和光学活性层的新制备工艺（如气相辅助沉积法、静电纺织法）的应用使得全固态纤维电池研究取得突破性进展，光电转化效率达到10%~16%。但全固态纤维电池的模块化仍然存在重大挑战。未来面向可穿戴设备的纤维态光伏电池需要融合新材料和新工艺，开发出可回收、可重复利用、高性能、绿色环保、可编织集成的全固态纤维光伏电池。
纤维光伏电池 有机-无机杂化钙钛矿 气相辅助沉积 静电纺丝 无透明导电氧化物电极 激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316007
1 哈尔滨工业大学 物理学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 长春希达电子科技有限公司, 吉林 长春 130103
利用水热法合成不同Zn掺杂含量的SnO2（SnO2∶Zn）纳米晶, 并通过丝网印刷技术制备了SnO2∶Zn纳米晶光阳极, 研究不同含量Zn掺杂SnO2纳米晶光阳极对染料敏化太阳能电池光电性能的影响。实验结果表明, Zn掺杂含量增加能够引起SnO2光阳极的平带电位负向偏移和等电点增加。与未掺杂SnO2染料敏化太阳能电池相比, 当Zn掺杂量为2% 时, SnO2∶Zn基染料敏化太阳能电池的功率转换效率（PCE）最高, 为4.2%, 这归因于Zn掺杂能够增加染料在SnO2光阳极的担载量和提高染料敏化太阳能电池的光生电子寿命（τe）。此外, 2% Zn掺杂SnO2光阳极进一步经过TiCl4处理, 其电池功率转换效率可提高到7.7%。
染料敏化太阳能电池 Zn掺杂 光阳极 dye-sensitized solar cell SnO2 SnO2 Zn doped photoanode
1 沈阳建筑大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳110168
2 沈阳建筑大学交通工程学院，辽宁沈阳110168
柔性染料敏化太阳能电池(Flexible Dye-Sensitized Solar Cell， FDSSC)具有质量轻、柔性好和耐冲击等优点，吸引了研究者们的广泛关注。作为电池的重要组成部分，光阳极是激发和收集电子的区域，其性能决定了电池的转化效率。简要介绍了FDSSC的结构和工作机理，然后综述了其光阳极的研究进展，并着重探讨了塑料基底光阳极和金属基底光阳极的制备。最后总结了FDSSC未来发展的机遇与挑战，以期为其制备提供参考和帮助。
柔性染料敏化太阳能电池 光阳极 塑料基底 金属基底 flexible dye-sensitized solar cell photoanode plastic base metal base
1 北方民族大学材料科学与工程学院，银川 750021
2 北方民族大学化学与化学工程学院，银川 750021
以钨酸(H2WO4)为钨前驱体，十二烷胺(DDA)为模板剂，利用模板剂的结构导向功能，合成了比表面积为57.3 m2·g-1的介孔三氧化钨(DDA-WO3)，是未用DDA制备的非介孔WO3(H2WO4-WO3)的2.35倍。X射线衍射(XRD)结果表明，400 ℃下煅烧的DDA-WO3是具有单斜晶型结晶孔壁的无序介孔结构。此外，400~550 ℃下煅烧的DDA-WO3的结晶度均高于同条件的H2WO4-WO3。400 ℃下的DDA-WO3/FTO(掺氟氧化锡)在1.0 V的Ag/AgCl偏压作用下，可以产生0.18 mA·cm-2的饱和光电流,是H2WO4-WO3/FTO(0.06 mA·cm-2)的3倍。增强的光电化学(PEC)活性主要因为DDA-WO3/FTO的大表面积降低了低结晶度对PEC性能的不利影响，成为影响PEC活性的主要因素。500 ℃煅烧导致了DDA-WO3/FTO介孔结构的坍塌，但高的结晶度仍然保持其优越的PEC催化活性。
介孔结构 模板 三氧化钨 光阳极 光电化学性能 mesoporous structure template WO3 photoanode phototelectrochemical performance
1 武汉理工大学，硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉 430070
2 武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉 430070
采用两步法在导电玻璃(FTO)基板上制备纯氧化锌(ZnO)纳米棒和钇掺杂的氧化锌(ZnO∶Y)纳米棒，采用连续离子层吸附反应法(SILAR)在所制备的ZnO及ZnO∶Y纳米棒上沉积CuInS2量子点制备ZnO/CuInS2和ZnO∶Y/CuInS2光阳极。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、电子探针能谱仪（EDS）、紫外-可见分光光度计（UV-Vis）、电流密度-电压（J-V）曲线等技术手段对不同光阳极样品的晶相结构、微观形貌、化学组成、光吸收性能和太阳电池性能进行了表征。实验结果表明：所制备的ZnO纳米棒和ZnO∶Y纳米棒为六方纤锌矿结构。CuInS2量子点敏化的ZnO纳米棒薄膜的光学带隙从3.22 eV减小为2.98 eV。CuInS2量子点敏化ZnO∶Y太阳能电池的短路电流密度和光电转换效率比未掺杂的ZnO纳米棒组装的太阳能电池分别提高了6.5%和50.4%。
量子点敏化太阳能电池 氧化锌光阳极 钇掺杂氧化锌纳米棒 CuInS2量子点 连续离子层吸附反应法 quantum dot-sensitized solar cell ZnO photoanode yttrium doped ZnO nanorod CuInS2 quantum dot successive ionic layer adsorption and reaction met
大连工业大学 新能源材料研究所, 辽宁 大连116034
用溶胶-水热法制备了Sm3+掺杂的TiO2粉体(TiO2∶Sm3+),将其按不同质量分数掺杂到P25基体中,制备了具有下转换功能的光阳极,并将其用于染料敏化太阳能电池中,提高了电池的光电性能。荧光光谱显示,TiO2∶Sm3+粉体可以将紫外光转换为570~700 nm的可见光。当下转换光阳极中TiO2∶Sm3+粉体的掺杂质量分数为80%时,短路电流密度达到13.12 mA/cm2,与纯P25光阳极相比,提高了26.5%,转换效率也提高了23.5%。
染料敏化太阳能电池 溶胶-水热法 下转换光阳极 短路电流 dye-sensitized solar cells sol-hydrothermal method TiO2∶Sm3+ TiO2∶Sm3+ down-conversion photoanode short circuit currents
1 四川大学 物理科学与技术学院，四川 成都 610065
2 三峡大学 理学院，湖北 宜昌 443002
3 高能量密度物理及技术教育部重点实验室，四川 成都 610065
对近几年石墨烯基电极染料敏化太阳能电池的研究成果进行了追踪，分析了多种改性石墨烯电极应用于染料敏化太阳能电池后能量转换效率变化的原因，深入研究了改善石墨烯对电解质的还原电催化反应活性物理机理，为解决该电池存在的问题理清了思路，对该方向未来的研究工作给出了建议，探索和制备新材料以进一步打破石墨烯的层间堆叠是提高该电池性能的关键。
太阳能电池 染料敏化 对电极 光阳极 石墨烯 二氧化钛 solar cells dye-sensitized counter electrode photoanode graphene TiO2
1 Department of Chemistry, The Hong Kong University of Science and Technology, Hong Kong, China
2 Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
Frontiers of Optoelectronics
2011, 4(1): 24
