金属微纳结构在染料敏化太阳能电池中的应用

• 作 者: 吴朝新;董化;焦博;侯洵;
• 机 构: 西安交通大学 电信学院 电子系 710049
• 出 处: 第一届新型太阳能电池暨钙钛矿太阳能电池学术研讨会
• 发表日期: 2014年期

染料敏化太阳能电池(DSSCs)是一种新型的具有广泛应用价值的一类电池.为了进一步提高DSSCs的光电转换效率和稳定性,降低成本.国内外科研人员针对组成电池的各部分结构的改性一直没有停止.其中,引入金属微纳结构从而提高DSSCs的光捕获效率和改善传输特性,是一种具有巨大潜力的提高电池效率的有效途径之一.金属微纳结构由于其独有的光电特性,在光伏领域受到了广泛关注.其被激发而产生的表面等离激元(SPR)效应,能够提高光电薄膜的光捕获效率,加速光生载流子的产生;强的散射特性也能进一步提高光电薄膜的光吸收.金属微纳结构自身还能作为电荷分离中心,有效促进电荷的分离,传输,从而抑制电池的复合以及背反应.小组发展了一系列金属微纳结构在DSSC光阳级以及对电极的应用,并且取得了一些成果.利用自组装银纳米颗粒基底制备载Pt的对电极制备的DSSC,与传统的planar Pt电极对比,效率有着显著提高.其光散射特性,与电解液高比表面积的接触特性,以及由于SPR引起的热电子注入效应能够有效光的再次捕获和对电极的光催化特性.还研究了金属与无极半导体相结合的一维微纳结构在DSSC中光阳级的应用。通过制备高长径比工氧化钦包覆的银纳米线结构并均匀分散在Ti02薄膜中，利用其SPR特性以及表面等离子体波导效应能够有效提高光吸收和增加光通路，比传统的类球金属状纳米结构有着更加优越的特性。其优异的导电性以及一维特性，加速了光生电子的传输，分离，提高了电荷收集效率。