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29种天然染料敏化的太阳电池的性能研究

王洪涛  李艳  刘业彬  靳亚硕  杨军  吴唯  许贤祺  
【摘要】:采用超声波萃取法从29种天然植物中提取染料,测试天然染料的紫外-可见光(UV-vis)吸收光谱,探讨天然染料所含的色素种类。采用水热法制备了TiO2薄膜电极,用所提取的29种天然染料敏化TiO2光电极并将其组装成染料敏化太阳电池(DSSCs)。测试天然染料敏化的DSSCs的光电性能结果显示,天然染料敏化的DSSCs的开路电压Voc为0.46~0.64V,短路电流Isc为0.07~3.61mA·cm-2,其中山竹皮敏化的DSSCs光电性能最佳,对应的Isc和光电转换效率η分别为3.61mA·cm-2和2.13%。从天然染料中挑选出7种不同吸收波段色素的染料进行协同敏化,UV-vis吸收光谱测试结果显示混合染料的吸收峰一般有微小偏移。光电性能测试结果表明,协同敏化后的DSSCs的性能一般都介于天然染料单独敏化的两个DSSCs的性能之间,其中山竹皮和芥蓝协同敏化的DSSCs的η最高,为1.70%。对实验结果进行深入分析,探讨提高天然染料敏化的DSSCs光电性能的途径。

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