基于空穴傳輸材料的全固態(tài)染料敏化太陽能電池一直受到研究人員的廣泛重視。相對(duì)于傳統(tǒng)的液態(tài)染料敏化太陽能電池,全固態(tài)染料敏化太陽能電池由于其不 含易揮發(fā)的有機(jī)溶劑,易于封裝等特點(diǎn),因此應(yīng)用前景更大。同時(shí),全固態(tài)染料敏化太陽能電池比液態(tài)器件具有更高的最高理論光電轉(zhuǎn)換效率。盡管目前全固態(tài)染料 敏化太陽能電池最高效率5%要比液態(tài)電池效率11.5%低很多,但是全固態(tài)染料敏化太陽能電池的研究剛處于初級(jí)階段,有理由相信,全固態(tài)染料敏化太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率具有更大的提升空間。
自2008年4月以來,武漢光電國家實(shí)驗(yàn)室格蘭澤爾介觀太陽能電池研究中心韓宏偉教授團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)開展了全固態(tài)染料敏化太陽能電池相關(guān)的關(guān)鍵核心部件二氧化鈦工作電極、染料、碳對(duì)電極、以及非碘電解質(zhì)等研究,并取得了多項(xiàng)研究進(jìn)展,現(xiàn)已申報(bào)發(fā)明專利七項(xiàng)(其中一項(xiàng)已獲授權(quán))。
該課題組博士研究生汪恒等在韓宏偉教授指導(dǎo)下,首次采用絲網(wǎng)印刷技術(shù),以廉價(jià)碳作為對(duì)電極材料,研制成功基于3-基己聚噻吩 (P3HT)的單基板全固態(tài)染料敏化太陽能電池。此器件的整個(gè)制備過程都在空氣中進(jìn)行,相對(duì)于以往真空噴鍍貴金屬材料膜如金等作為對(duì)電極的工藝相比,制備 工藝更為簡(jiǎn)單,成本更為低廉,器件重復(fù)性更好。目前基于碳對(duì)電極的P3HT基單基板全固態(tài)染料敏化太陽能電池取得了3.1%的光電轉(zhuǎn)換效率,這比近期發(fā)表 的同一體系采用真空鍍膜法制備的器件效率(2.4%)要高近30%(Adv. Mater. 2008, 20, 1)。該研究成果近期刊登在英國皇家化學(xué)學(xué)會(huì)Energy & Environmental Science(2011, 4, 2025)上,該雜志2009年度影響因子為8.5,屬于T2類期刊。
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