【摘 要】
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染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized Solar Cells，DSSCs)，一般认为是介于第二代与第三代太阳能电池之间的一种新技术，具有低成本、应用潜力广阔等优势，并且随着纳米半导体材料性
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染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized Solar Cells，DSSCs)，一般认为是介于第二代与第三代太阳能电池之间的一种新技术，具有低成本、应用潜力广阔等优势，并且随着纳米半导体材料性能的提高有望成为第三代新型太阳能电池。本论文依据D-A-π-A模型设计合成了以芳胺为给体，苯并噁二唑为额外受体，氰基乙酸为固定基团，噻吩单元为π-桥连的WS61和WS63;以环戊联噻吩单元为π-桥连的WS62和WS64。所引入的额外受体苯并噁二唑单元可以降低分子能隙，使吸收光谱红移，以增加染料光捕获率。 根据共敏化染料应具备的性质，设计合成了三个具有不同长度π-桥连的D-π-A型纯有机染料敏化剂S0、S1和S2用于共敏化。在本论文中，依次用S系列染料分别与WS系列染料进行共敏化研究，研究发现:1）从IPCE谱图上看，弥补WS系列染料在400 nm处吸收的不足，并且在TiO2表面形成致密染料层可以阻碍电子回传，从而提高电池器件光电性能;2）S系列染料π-桥连的长度对于以环戊联噻吩单元为π-桥连的WS62和WS64染料有显著影响，拥有较长桥连的染料S2相对于S0更容易穿过环戊联噻吩单元上两个长烷基链构成的“障碍”;3）两种共敏化染料吸附顺序和各自的吸附时间对电池器件性能影响明显。 通过优化，WS64和S2共敏化的电池器件光电转化效率达到了7.9％(VOC=738 mV,JsC=14.9 mA/cm2, FF=0.72)，在同等条件下比WS64单独敏化的器件效率5.6％(VOC=668 mV,JsC=11.7 mA/cm2,FF=0.71)显著提升了41％，电子传输阻抗提高了10倍，表明共敏化剂S2可以有效地降低TiO2导带内的电子向电解质回传。该研究为进一步提高纯有机染料敏化太阳能电池性能提供了新路径。
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