半導(dǎo)體光催化基礎(chǔ)第五章-半導(dǎo)體光催化應(yīng)用-在線瀏覽
2025-03-01 04:10本頁面
【正文】 alysts on In1xNixTaO4 and In1xNixNbO4 surface Best activity: NiOx cocatalyst Pt RuO2 NiOx NiOx e h+ 14 染料敏化納米晶體太陽能電池 目前 ， DSSCs的光電轉(zhuǎn)化效率已能穩(wěn)定在 10％ 以上，壽命能達(dá) 15～20年，且其制造成本僅為硅太陽能電池的 1/5～ 1/10. ※ Ref： O’Regan Gr228。tzel 《 Nature》 上發(fā)表了關(guān)于染料敏化納米 晶體太陽能電池（ Dye Sensitized Solar Cells，簡(jiǎn)稱 DSSCs ）的文章以較低的成本得到了 7%的光電轉(zhuǎn)化效率，為利用太陽能提供了一條新的途徑 . 1997年 ，該電池的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了 10%~11%，短路電流達(dá) 到 18mA/cm2,開路電壓達(dá)到 720mV； 1998年 ，采用固體有機(jī)空穴傳輸材料替代液體電解質(zhì)的全固態(tài) Gratzel電池研制成功，其單色光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 33%，從而引 起了全世界的關(guān)注。tzel型光電化學(xué)太陽能電池）主要包括 鍍有透明導(dǎo)電膜的玻璃基底 ， 染料敏化的半導(dǎo)體材料 、對(duì)電極 以及 電解質(zhì) 等幾部分。 δ(λ)為染料吸收截面積。 入射單色光的光電轉(zhuǎn)換效率 ( IPCE ) φinj為電子注入的效率 ηc是電極收集 注入電荷的效率 是電極收集光吸收效率 Ref:Nazeeruddin,M. K., Gr228。 總轉(zhuǎn)化效率 (輸出功率與輸入功率之比 )： 評(píng)價(jià)性能的參數(shù)（二） 20 影響電池光電轉(zhuǎn)化效率的因素 ?采光效率 ?電子的注入 ?收集效率 有機(jī)光敏染料的光吸收性能 有機(jī)光敏材料與納米微晶半導(dǎo)體材料的能級(jí)的匹配 電子在薄膜中的擴(kuò)散性能 21 研究進(jìn)展 ?敏化劑 ?納米半導(dǎo)體材料 ?電解質(zhì) ? 其他方面 …… 22 敏化劑 吸收盡可能多的太陽光； 緊密吸附在納米晶網(wǎng)絡(luò)電極表面； （－ COOH,SO3H,－PO3H2等） 與相應(yīng)的納米晶的能帶相匹配； 激發(fā)態(tài)壽命足夠長(zhǎng)； 具有長(zhǎng)期的穩(wěn)定性 …… 23 敏化劑分類 聯(lián)吡啶金屬絡(luò)合物系列 酞菁（ Phthalocyanine）系列 卟啉（ Porphyrin）系列 純有機(jī)染料系列 24 NNNNH O O CC O O HC O O HC O O HR uS C NN C SN3 NNNR uH O O CC O O HC O O HN C SN C SS C NBlack dye Ref: Nazeeruddin ., et al., J. Am. Chem. Soc., 1993,115,6382 Nazeeruddin ., et al., Chem. Commun., 1997,17051706 聯(lián)吡啶金屬絡(luò)合物系列 25 Ref: Hagfeldt A. and Gr228。tzel M., Acc. Chem. Res.,2022,33,269 N3 和 Black Dye性能比較 27 NNNNNNNNR RRRMNN NNMR RRR卟啉系列 和酞菁系列 Ref: (1), , et al.,97,6272 (2) . Ressler and . Panday, Chemtech,1998, 28 Ref: Sayama K.,et al., Chem. Commun., 2022, 1173 NSC H CHNSOSC 1 8 H 3 7C O O HMerocyanine derivative, Mb(18)N with an overall η =% 純有機(jī)染料系列（一） 半菁染料衍生物 29 Ref: Hara K., et al., New J. Chem. 2022,27,783 OC NC O O
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