染料敏化太阳能电池中花青素与β-胡萝卜素天然染料共敏化的研究

【摘要】：从高原格桑花和胡萝卜中提取天然染料花青素和β-胡萝卜素作为敏化剂,并组装染料敏化太阳能电池(DSC)。研究了提取的天然染料的光吸收性能、主要成分和共敏化方式,讨论了花青素和β-胡萝卜素的共敏化形式、比例、浓度和时间对DSC光电性能的影响。研究发现,花青素和β-胡萝卜素混合敏化时表现出明显的共敏化作用,而分层敏化时则共敏效果不明显。当花青素含量逐渐降低时,共敏化电池的短路电流和光电转换效率表现出先增大后减小的趋势,且共敏化的最佳体积比为1∶1,同时发现共敏化时间比通常少很多,最佳敏化时间为15min。最佳共敏化条件下组装的DSC的短路电流密度为0.725 m A/cm2,光电转换效率为0.267%,相比于花青素和β-胡萝卜素单独敏化时组装的DSC,短路电流分别提高了60%和505%,光电转换效率分别提高了51%和480%,这主要得益于共敏化后拓宽的光谱吸收范围。 【作者单位】： 青海大学化工学院;清华大学材料学院新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室;
【关键词】： 染料敏化太阳能电池 花青素 β-胡萝卜素 共敏化 光电转换效率
【基金】：国家自然科学基金(51362025) 国家高技术研究发展计划(863计划)(2011AA050522) 青海省科技厅昆仑学者计划
【分类号】：TM914.4
【正文快照】： (Received 8 October 2014)1引言染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cells,简称DSC)经过约20年的发展光电转换效率得到了稳步的提高,从1997年报道的7.1%,到目前文献报道的最高效率13%[1]。但其还未能达到大规模的产业化,其中一个重要的原因是大多数DSC中的敏化剂均以人

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