量子點敏化太陽能電池光電轉(zhuǎn)換性能的改進(編輯修改稿)
2025-05-27 12:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 率和收集效率。此外，因為電子在納米線中的傳輸速率遠遠高于在無序納米粒子中的傳輸，較快的電子復(fù)合是可以容忍的，因此，在空穴傳輸材料的選擇方面也有很大的靈活性。如可以用較低氧化還原電勢的電解質(zhì)來獲得較高的開路電壓，或者采用導(dǎo)電聚合物來制造高效的固態(tài)染料敏化太陽能電池。 以 TiO2納米粒子為基礎(chǔ)的太陽能電池是當(dāng)前轉(zhuǎn)化效率最高的染料化太陽能電池（轉(zhuǎn)化效率為 11%）。但 TiO2很難生長各向異性納米棒或納米線，以獲得高長徑比的納米材料。而 ZnO 為寬禁帶直接帶隙半導(dǎo)體材料，其具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，在大氣中不易被氧化。 優(yōu)化光陽極納米結(jié)構(gòu) 與傳統(tǒng)的 TiO2相比， ZnO 作為太陽能電池的陽極材料還有很多突出的優(yōu)勢： (1) ZnO 中有更高的電子遷移率 (115155cm2V1s1)， TiO2 中電子的遷移率為 105cm2V1s1； (2) ZnO 中電子的壽命更長 (3) ZnO 中有比 TiO2更高的電子密度； (4) ZnO 更容易表面修飾。 (5)最為重要的是， ZnO 的晶體結(jié)構(gòu)有利于生長各向異性的納米結(jié)構(gòu)，使其成為納米線基光敏化太陽能電池的首選材料。但與 ZnO 納米粒子相比， ZnO 納米線表面積低，其降低了敏化劑吸附的效率，因而將直接影響光電轉(zhuǎn)換效率。如果在 ZnO 納米線的表面生長分級結(jié)構(gòu)，在保持有序結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上同時提高納米結(jié)構(gòu)的 表面積，從理論上講，將有利于效率的提升。 方法 的匹配 在 DSSC的工作原 理 中，有機染 料 敏化劑的最低未占據(jù)分子軌道 的能級必須高于氧化物半導(dǎo)體導(dǎo)帶最低位置，才能有效地將電子注入；同時，染料的最高占據(jù)分子軌道必須高于氧化物半導(dǎo)體的價帶，才能將空穴導(dǎo)出。相同地，半導(dǎo)體 量
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