染料敏化太阳能电池的进展研究.ppt
染料敏化太阳能电池的进展研究染料敏化太阳能电池的进展研究目录目录 DSSC DSSC的主要技术指标的主要技术指标背景介绍背景介绍3 1 提高提高DSSCDSSC光电效率的研究光电效率的研究3 33 4 DSSC DSSC的组成及工作原理的组成及工作原理3 23.资源短缺资源短缺 环境污染环境污染1.1 1.1 背景介绍背景介绍4 1.2 1.2 发展过程发展过程 薄膜太阳能电池 钙钛矿太阳能电池 单晶硅太阳能电池染料敏化太阳能电池 2.1 DSSC 2.1 DSSC的组成的组成 阳极：染料敏化半导体薄膜染料敏化半导体薄膜阴极：镀铂的导电玻璃镀铂的导电玻璃 电解质：I3-/I-TiO2膜膜:520um导电玻璃6叶绿体的结构叶绿体的结构DSSCDSSC和植物的光合作用相比较和植物的光合作用相比较 TiO2 染料分子染料分子Wang P.et al.JACS 125(2003)1166TiO2Pte S/S+S*/S+I e 1,h 23e 4 I3 e e e 2.2 DSSC2.2 DSSC的工作原理的工作原理53 3、DSSCDSSC的评价技术指标的评价技术指标伏安伏安特性特性曲线曲线短路电流开路电压填充因子光电转化效率循环循环伏安伏安扫描扫描图图还原电流密度氧化还原峰的电势差阻抗阻抗谱图谱图欧姆电阻Rs电化学反应电阻Rct吸收吸收光谱光谱图图对不同波长的光的吸收能力9伏安曲线伏安曲线 （1）短路电流）短路电流 （2）开路电压）开路电压 （3）填充因子）填充因子 （4）太阳电池转换效率（）太阳电池转换效率（）太阳电池受载特性曲线太阳电池受载特性曲线 4 4、提高、提高DSSCDSSC光电效率的研究光电效率的研究1 1、禁带宽度较大，、禁带宽度较大，只能吸收紫外区域只能吸收紫外区域的光，对光的利用的光，对光的利用率低。率低。2 2、TiO2与电解液与电解液之间没有过渡层，之间没有过渡层，反向电子移动容易反向电子移动容易形成暗电流。形成暗电流。重点研究的重点研究的两大方面两大方面Pt 的可替代材料的可替代材料1 1、PtPt对电极的对电极的 制备过程需要高制备过程需要高温等苛刻的条件。温等苛刻的条件。2 2、PtPt本身价格本身价格 昂贵昂贵 TiO2 的改性的改性 3.1 3.1 纳米二氧化钛的改性纳米二氧化钛的改性复合半导体复合半导体TiO2/ZnO 复合半导体复合半导体TiO2/ZnO的制备流程的制备流程Guangchao Wang,Zhixia Cai,et al.,Journal of Alloys and Compounds 583(2014)4144183g TiO2和ZnO1ml 乙醇溶液5ml 去离子水0.1ml TritonX-100研磨搅拌TiO2/ZnO胶体涂到FTO玻璃基底450下烧结30min 复合半导体的扫描电镜图复合半导体的扫描电镜图SEM图 (a)0%(b)1%(c)2%(d)3%(d)4%(e)5%Guangchao Wang,Zhixia Cai,et al.,Journal of Alloys and Compounds 583(2014)414418 伏安特性曲线复合半导体的表征复合半导体的表征 波普图 3.2 3.2 金属金属PtPt的可替代材料的可替代材料CoSe2CoSNiSNi0.85Se 3.2.1 Pt3.2.1 Pt的可替代材料的可替代材料CoSeCoSe2 2高压灭菌器反应12h温度分别为140、160、180Jia Dong,Jihuai Wu,et al.,Electrochimica Acta,168(2015)6975 1.0 g NaOH 32ml 无水乙醇 0.2 g Se粉 0.3g CoCl2.6H2O 10ml 水合肼 8 ml 油酸 14ml 去离子水 混合室温冷却将黑色沉淀物收集、离心、清洗环己烷中分散到形成CoSe2纳米液滴到FTO玻璃上 3.2.1 CoSe2 3.2.1 CoSe2 的表征的表征LOGO不同温度下制备的CoSe2 XRD图伏安特性曲线Jia Dong,Jinbiao Jia,Shaoyun Wu,et al.,Electrochimica Acta 168(2015)6975 3.2.1 CoSe2 3.2.1 CoSe2 的表征的表征LOGOCEsCoSe2-140 CoSe2-160 CoSe2-180 Pt RS(.cm2)8.7830.0028.0340.00215.1700.00412.8600.0030.1320.0020.0970.0020.9320.0021.9230.002Rct(.cm2)阻抗图Jia Dong,Jinbiao Jia,Shaoyun Wu,et al.,Electrochimica Acta 168(2015)6975 3.2.1 CoSe2 3.2.1 CoSe2 的表征的表征EppJia Dong,Jinbiao Jia,Shaoyun Wu,et al.,Electrochimica Acta 168(2015)6975Jsc=17.44 mA/cm2Voc=0.791Vff=0.698PCE=10.13%3.2.2 Pt3.2.2 Pt的可替代材料的可替代材料NiNi0.850.85SeSe伏安特性曲线 Ming Guo,Peng Wu,et al.,Journal of Alloys and Compounds,640(2015)29333.2.3 Pt3.2.3 Pt的可替代材料的可替代材料NiSNiS、CoSCoS2、CoS、NiS有很高的表面积，有很高的表面积，是很有前景的材料。是很有前景的材料。1、金属硫化物一般都具有很高金属硫化物一般都具有很高 的导电性和电子催化活性。的导电性和电子催化活性。CoS和NiS的电沉积原理图 Jinghao Huo,Jihuai Wu,Min Zheng,et al.,Electrochimica Acta 180(2015)574580 LOGO3.2.3 Pt3.2.3 Pt的可替代材料的可替代材料NiSNiS、CoSCoSJinghao Huo,Jihuai Wu,Min Zheng,et al.,Electrochimica Acta 180(2015)LOGO3.2.3 Pt3.2.3 Pt的可替代材料的可替代材料NiSNiS、CoSCoSCoS-x-y NiS-x-yx-沉积过程中加入的 氨水的量/ml。y-扫描周期。Jinghao Huo,Jihuai Wu,Min Zheng,et al.,Electrochimica Acta 180(2015)574580 Thank you!And God said,let there be light,and there was light.And God said,let there be light,and there was light.And God saw the light,and it was good;and God said,And God saw the light,and it was good;and God said,lets convert it into electricity!lets convert it into electricity!So we are working on the solar cells.-BibleSo we are working on the solar cells.-Bible
