大面積染料敏化納米薄膜太陽(yáng)能電池的研制.pdf

1、染料敏化太陽(yáng)能電池(Dye-sensitized Solar Cell,DSC)具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、制造成本低廉(僅為硅太陽(yáng)能電池成本的1/5～1/10)及對(duì)環(huán)境無(wú)污染等諸多優(yōu)點(diǎn),是一種頗具發(fā)展?jié)摿Φ男滦途G色太陽(yáng)能電池。目前小面積染料敏化太陽(yáng)能電池性能已接近非晶硅太陽(yáng)能電池,但要最終實(shí)現(xiàn)DSC的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),大面積DSC的研制成為必須。本課題主要針對(duì)大面積DSC轉(zhuǎn)換效率低和穩(wěn)定性差進(jìn)行研究,通過(guò)優(yōu)化改進(jìn)制作工藝,研制新型大面積DSC來(lái)解決大

2、面積化的瓶頸問(wèn)題。
　　 本課題設(shè)計(jì)并制作了大面積單條DSC和并聯(lián)DSC。首先,對(duì)低電阻Ag電極的引入及其電阻對(duì)大面積單條DSC的性能影響進(jìn)行研究,結(jié)果表明:低電阻Ag電極的引入通過(guò)降低導(dǎo)電基底內(nèi)阻,成倍提升DSC的填充因子(FF),提高其光電轉(zhuǎn)換效率(η);選用內(nèi)阻更小的Ag電極,η進(jìn)一步的提高。其次,對(duì)TiO2膜電極進(jìn)行TiCl4或Nd(NO3)3優(yōu)化處理后,大面積單條DSC的η不同程度的提高。對(duì)對(duì)電極基底材料與背景反光材料

3、的選擇進(jìn)行了比較研究,結(jié)果表明:選用平整錫箔作為背景反光材料,可提高大面積單條DSC的η。對(duì)電極基底材料選用DHS-FTO30-7(透光率＞84％、單位電阻＜7Ω/cm2及厚度為3.0 mm),電池各性能參數(shù)都有不同程度地增加。
　　 從TiO2粒徑和大粒徑反射層的引入研究對(duì)大面積并聯(lián)DSC性能的影響,結(jié)果表明:選用粒徑為13 nm的TiO2漿料,大面積并聯(lián)DSC整體性能較優(yōu);大顆粒反射層的引入大幅度提高了電池的性能參數(shù),其中光