染料敏化太阳电池中TiO2薄膜微结构相关动力学研究

作者：李毅; 寇东星; 戴松元; 姜年权

来源：太阳能学报, 2014, 35(01): 139-144.

• 染料敏化太阳电池
• 光散射
• IMPS/IMVS
• 电子输运

采用溶胶-凝胶法制备尺寸大小20nm和300nm的两种TiO2颗粒,二者以不同比例掺杂制备纳米多孔薄膜并应用于染料敏化太阳电池(DSC)中。采用强度调制光电流谱(IMPS)和强度调制光电压谱(IMVS)技术研究薄膜微结构变化对电子传输动力学过程的影响,进而分析大颗粒掺杂对电池性能影响的内在原因。结果表明,TiO2大颗粒作为光散射中心使光程增加可有效增大光强,但掺杂比例与染料吸附量存在竞争进而影响光吸收,研究表明:掺杂20wt%大颗粒纳米薄膜制备的DSC具有最佳性能,相比未掺杂的DSC,掺杂20wt%大颗粒的DSC短路电流Jsc从10.99mA/cm2增加到12.04mA/cm2,光电转换效率η增大8.2%。随TiO2大颗粒掺杂比例增大,电子传输时间τd减小。

• 单位
  电子信息工程学院; 中国科学院