染料敏化太阳能电池(DSSC)具有转化效率高和成本低等特点,是近二十年来最具潜力的光伏装置[1,2]
当前关于DSSC的研究主要集中在四个方面:(1)多孔结构的金属氧化物半导体;(2)染料分子;(3)电解质;(4)对电极
对电极的主要作用是将外电路收集的电子转移至电池内部,并催化还原氧化态电解质,对DSSC的性能起关键性作用[3,4]
Pt电极具有优异的导电性和催化活性但是价格昂贵,限制了DSSC的商业化[5]
双面太阳能电池可从正面和背面吸收太阳光,提高太阳光的利用率,因此设计透明对电极、构建双面太阳能电池是提高电池的PCE、降低成本的途径之一[6,7]
使用透明对电极组装的双面电池能吸收周围反射的光,可提高50%电子进行能量转化[8,9]
因此研发性能优异的透明非Pt对电极对DSSC的工业化进程有重要的意义
透明对电极包括金属线[10]、金属化合物[6,11,12]或导电聚合物[13,14]等,已应用于双面DSSC中,并在通过调节大量参数提高其效率和稳定性等方面取得了一定的进展
但是,对电极的透明度难以控制,碘电解质(I-/I3-)固有颜色较深、透明性较差且强烈吸收可见光,降低了双面DSSC的效率[8,15]
钴电解质(Co2+/Co3+)的腐蚀性低、氧化还原电位高且吸光性弱,有一定的优势[16,17]
过渡金属化合物具有与Pt类似的电子结构和催化活性[18]
本文用层层自组装法制备M-TCPP(M=Ni、Fe)薄膜,然后原位硒化制备MSe2和氮掺杂碳的复合透明膜(MSe2@NCF),用作对电极,同时结合钴电解质的特点制备性能优异的双面DSSC
通过分析MSe2@NCF的形貌特点、结构组成及化学价态、电化学性能,研究其对钴电解质的催化活性,并探讨DSSC光电转化效率与MSe2@NCF的催化活性和透明性的关系
1 实验方法1.1 MSe2@NCF对电极的制备
实验用药品都来源于Sigma-Aldrich,FTO玻璃(15 Ω/square)
用分子层层自组装M-TCPP(M=Ni、Fe)薄膜,详细步骤:先将用臭氧处理过的FTO玻璃基材在1 mmol/L Ni(Ac)2(或Fe(Ac)2)的乙醇溶液中浸润45 s(A);然后在乙醇溶剂中浸润10 s以去除没有反应的前驱体溶液(B);随后在0.2 mmol/L TCPP(5,10,15,20-(4-羧基苯
声明:
“透明MSe2@氮掺杂碳膜对电极用于钴电解质双面DSSC” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)