纳米Au双壳层微球对染料敏化太阳能电池性能的优化

作者：柳家娴; 李明月; 谢帅; 程向阳; 罗志鹏; 丁华琪; 李美亚^*

来源：武汉大学学报(理学版), 2018, 64(05): 385-392.

DOI：10.14188/j.1671-8836.2018.05.002

• 纳米Au颗粒
• 局域表面等离子体共振
• 双壳层微球
• 复合光阳极
• 染料敏化太阳能电池

利用液相还原法制备的纳米Au双壳层Au@SiO2@TiO2(AST)微球,制备了一系列不同AST微球含量的复合光阳极及其染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs).研究了不同含量AST微球对光阳极的光吸收以及DSSC性能的影响.研究表明,AST微球可显著增强光阳极的光吸收以及DSSC的短路电流密度(short-circuit photocurrent density,Jsc)和光电转换效率(photoelectric conversion efficiency,PCE).当掺入AST微球的质量比(m(AST)∶m(TiO2))为1.6%时,对应的DSSC具有最大的Jsc和PCE,分别为15.23mA·cm-2和6.70%,相比于纯TiO2光阳极DSSC,分别提高了26.3%和19.0%.电池性能的显著改善可归因于AST微球中Au颗粒的局域表面等离子体共振(localized surface plasmon resonance,LSPR)和TiO2薄膜壳层的共同作用,使得光阳极的染料吸附量增加,光吸收增强,从而显著提高了电池的Jsc和PCE.