染料敏化太陽能電池的電荷輸運動力學與電解質(zhì)擴散受限研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池(DSSC)，是一種新型的高效、低成本薄膜光伏太陽能電池，具備替代傳統(tǒng)的無機硅太陽能電池的潛力。提高染料敏化電池的光伏性能關(guān)鍵在于深入認識敏化電池的電荷輸運與復合規(guī)律。
　　論文基于兩個方面對敏化電池的電荷輸運及電子復合做了深入研究，其一我們建立了染料敏化太陽能電池的電荷轉(zhuǎn)移動力學模型，將電子壽命分布概念轉(zhuǎn)化成為表征TiO2納晶表面態(tài)電子復合強度的可測參量，從而建立了表征敏化電池中TiO2納晶/電解質(zhì)界面電子復合

2、的有效實驗手段。通過實驗分析，敏化電池的電子復合具有非理想電子復合的特征，表面態(tài)電子參與了電子復合反應(yīng)。其二，針對鈷電解質(zhì)敏化電池中存在的擴散受限問題，論文建立了光電流損失與電池擴散超電勢的定量關(guān)系。通過推導得到的準線性反應(yīng)擴散模型，論文模擬了擴散受限條件下的電流-電壓曲線，以及氧化還原電對的擴散超電勢，同時獲得了TiO2和FTO接觸面的費米能級和電子濃度。根據(jù)計算結(jié)果，論文獲得了電池最佳效率對應(yīng)的薄膜厚度，為優(yōu)化敏化電池結(jié)構(gòu)提供有效策