【摘 要】
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具有低费米能级的钴基氧化还原电对的开发带来了染料敏化太阳电池性能的重大进展,但这种外球电子媒介体的电荷转移重组能较低,所参与反应的活化能较小,导致界面电荷复合快,直
【机 构】
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中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室,长春130022
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具有低费米能级的钴基氧化还原电对的开发带来了染料敏化太阳电池性能的重大进展,但这种外球电子媒介体的电荷转移重组能较低,所参与反应的活化能较小,导致界面电荷复合快,直接影响器件的光电压和电荷收集效率.目前,通过精细的调控二氧化钛表面的染料包覆层结构来有效抑制界而电荷复合是目前该领域的一个重要研究主题.利用高吸收系数的多吡啶钌染料与具有三维立体结构的有机给受体染料对二氧化钛薄膜进行共染色,结合邻菲罗琳钴氧化还原电对,制备出在模拟AM1.5太阳光辐照条件下的功率转换效率达10.3％的染料敏化太阳电池.瞬态吸收及光电压衰减测试表明:相对于纯多吡啶钌染料染色的器件,引入具有三维立体结构的有机给受体染料不仅有效抑制因多吡啶钌染料在二氧化钛表面的聚集所引发的激子淬灭,提高界而电子注入效率,还减慢了二氧化钛中的电子与氧化态染料及电解质中的电子受体之间的复合反应速率,使器件光电压提升了75毫伏.此外,这种电子注入效率的改善和电荷复合的减慢还过补偿了因薄膜光吸收减弱带来的不利影响,获得了更大的光电流输出.
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