摘要：在染料敏化太阳电池中,染料敏化剂分成无机染料与有机染料两大类。无机染料受稀有金属钌的制约而成本较高,开发有机染料是降低染料敏化太阳电池成本的有效手段,成为目前研究的热点。本文从有机染料敏化剂的分子设计入手,简述了染料敏化太阳电池中有机染料敏化剂的基本结构,将有机染料敏化剂分为吲哚啉类染料、香豆素类染料、三苯胺类染料、菁类染料、方酸类染料、二烷基苯胺类染料、咔唑类染料、芴类染料、二萘嵌苯类染料、四氢喹啉类染料、卟啉类染料及酞菁类染料等,详细评述了这些有机染料敏化剂及多种染料协同敏化的最新研究进展,并对有机染料的发展前景进行了展望。

摘要：本文主要利用Ti O2亚微米球较强的光散射特性设计了纳米Ti O2颗粒/亚微米球多层结构光阳极,并借助强度调制光电流谱(intensity-modulated photocurrent spectroscopy)、电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy)和入射单色光光电转化效率(incident photon-to-current conversion efficiency),研究亚微米球的引入对多层结构薄膜内缺陷态、电子传输时间、电子收集效率和界面电荷转移性能的影响.强度调制光电流谱反映出亚微米球表面缺陷态少,但其颗粒间接触不紧密,导致在接触部位形成了势垒,阻碍了电子的传输,导致电子传输时间增长.电化学阻抗谱结果表明不同多层结构电池界面复合无明显差别,同时底层采用纳米Ti O2透明薄膜结构的电池,其光利用率要明显高于底层采用亚微米球薄膜结构的电池,Ti O2费米能级电子填充水平也相对增大,使得电池的光电转换效率得到提升.多层结构复合薄膜电荷传输和光伏特性的研究,为高效染料敏化太阳电池光阳极设计提供了实验基础.

摘要：通过分析染料敏化太阳电池活性层电荷分布和电极表面的电流分布,提出了一个大面积染料敏化太阳电池的数学模型,并实验验证了模型的可靠性.以大面积并联染料敏化太阳电池为例,模拟研究了不同结构参数下电池的输出性能,结果表明当电池的材料和制作工艺一定时,通过优化电池的结构参数能获得最大的光电转换效率.

摘要：本文通过设计一种特殊的电池结构,动态改变电解液与导电玻璃(TCO)的接触面积,固定TiO2薄膜面积,将TCO/电解液界面与TiO2/电解液界面两种复合途径进行区分,从实验和理论两方面研究了复合途径变化对染料敏化太阳电池(DSC)性能的影响.采用电化学阻抗谱(EIS)表征界面电荷交换过程,研究了不同途径在复合中的作用机理.通过单色光下I-V性能测试,对不同界面复合主导下的DSC二极管特性进行数值分析,探讨了复合过程中界面电荷交换变化对光电压(Voc)的影响.研究结果表明,高光强下(Voc≈700mV)改变TCO/电解液接触面积对复合影响不明显,DSC电子复合主要经由TiO2/电解液界面,电池具有明显的二极管特征;而弱光下(Voc<400mV)增加TCO/电解液接触面积将使复合大幅增加,此时电荷交换由TCO/电解液界面主导,电池填充因子大幅降低,整流作用减弱.由于TCO/电解液界面电荷交换明显慢于TiO2/电解液界面,通过同一电池一定光强范围内的光电压变化对比发现,高光强下光电压变化较慢,而弱光下光电压变化较快.

摘要：电化学阻抗谱(EIS)是染料敏化太阳电池(DSC)领域中最重要的研究手段之一。本文详细介绍了EIS在DSC研究中的理论模型、实验方法、内部电荷传输和转移过程、阻抗信息提取和动力学过程解析的最新研究进展;综述了其在光阳极、电解液体系、对电极、稳定性、新结构设计等DSC各个研究领域中的应用,特别总结了DSC内部各个组成部分的阻抗特性。最后,对这些方面存在的问题进行了评论,并对未来新材料和电池机理的深入研究进行了展望。

摘要：借助于强度调制光电流谱(IMPS)和强度调制光电压谱(IMVS)技术,研究了纳米TiO2多孔薄膜在TiCl4溶液处理后组装成的染料敏化太阳电池(DSC)中电子传输和背反应动力学特性.研究表明:纳米TiO2多孔薄膜经TiCl4溶液处理后,电池中暗电流减小,电子寿命τn明显延长,电子传输时间τd缩短,电子有效扩散系数Dn增大,电子扩散长度Ln值升高,入射单色光子/电子转化效率ηIPCE增加,光生电荷量Qoc显著增加.文章从微观层面上研究了TiCl4溶液处理纳米TiO2多孔薄膜对DSC内部电子的产生、传输和复合过程的影响,从而很好地解释了电池光伏性能随TiCl4溶液处理的变化关系.

摘要：以大面积并联染料敏化太阳电池为例讨论了大面积染料敏化太阳电池的设计方法,简要介绍了课题组建设大面积染料敏化太阳电池中试线的基本情况。针对未来染料敏化太阳电池在光伏建筑一体化(BIPV)领域的应用,结合电池的可见光透光率,模拟计算不同透光率下染料敏化太阳电池的输出性能,分析了染料敏化太阳电池转换效率随电池透光率的变化规律,并给出了最优化设计方案,为未来染料敏化太阳电池的应用提供理论基础。

摘要：该试验从染料敏化太阳电池的测试原理和所需要的测试方案出发,结合测试系统对软件系统的需求,并基于LabVIEW具有使用方便,易于扩展,能够实现模块化、实时性、多任务等方面的优点,选用LabVIEW为测试系统软件的程序设计语言,几年来的实验结果表明,此测试系统符合染料敏化太阳电池测试和实时监测的要求.