高效率染料敏化太阳能电池

摘要

含多吡啶结构钴络合物，是以一种非常适用于染料敏化太阳能电池大规模生产的氧化还原电对，因为相对于I-/I3-系统来讲，其对金属导线的腐蚀性和对光的吸收都更小。我们在此研究了基于钴络合物的染料敏化太阳能电池中，染料和氧化还原电对的空间结构对电子寿命和装置总体光电转换效率的影响。通过将含空间位阻三芳基胺结构的有机染料和多吡啶钴络合物的空间结构相匹配，基于钴的染料敏化太阳能电池的复合和质量传输问题都有所减小。在有机光敏染料中引入的具有空间位阻的烷氧基，有效地抑制了复合，使空间结构较小的钴络合物氧化还原电对得以使用。采用将三芳基胺类有机染料和基于[Co(bpy)3]3+/2+的电解质相结合的染料敏化太阳能电池，在AM1.5G(1000Wm-2)一个标准太阳光强下的光电转换效率为6.3％，十分之一标准太阳光强下的效率为7.8％。高摩尔消光系数的有机染料可以替代标准的钌络合物染料，来制备膜厚度较薄的染料敏化太阳能电池，可以有效地避免钴络合物氧化还原电对的快速复合和质量传输限制问题。由有机染料敏化、基于钴氧化还原电对的染料敏化太阳能电池在室内的应用很有前景，因为其在弱光下的效率和电压都很高。

主权项

一种染料敏化太阳能电池，包含由吸光染料敏化的中孔半导体、对电极和含有氧化还原介体的电解质，其特征在于，有机吸光染料和单电子转移氧化还原介体结合使用。