搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

调制光/电作用下染料敏化太阳电池中电荷传输和界面转移研究

寇东星 姜年权 刘伟庆 胡林华 黄阳 戴松元

调制光/电作用下染料敏化太阳电池中电荷传输和界面转移研究

寇东星, 姜年权, 刘伟庆, 胡林华, 黄阳, 戴松元
PDF
导出引用
导出核心图
  • 详细讨论了染料敏化太阳电池(DSC)在稳态光照射或外加偏压下电荷的传输和转移过程,以及在调制光/电作用下电池的频率响应特点.通过电化学阻抗谱、光电化学阻抗谱、强度调制光电流谱和强度调制光电压谱等四种频谱光电测试手段,对DSC中TiO2薄膜电子传输和界面转移的相关时间常数进行测量.详细分析和比较了电荷的传输及转移过程对时间常数的影响.结果表明,在低光强或低偏压下电荷传输和转移过程对时间常数影响较小,但在高光强或高偏压下对电子寿命影响明显.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2006CB202600)、国家高技术研究发展计划(批准号: 2009AA050603)、中国科学院知识创新工程重要方向性项目(批准号: KGCX2-YW-326)和国家自然科学基金(批准号:20703046)资助的课题.
    [1]

    Schlichthorl G, Huang S Y, Sprague J, Frank A J 1997 J. Phys. Chem. B 101 8141

    [2]

    Dloczik L, Ileperuma O, Lauermann I, Peter L M, Ponomarev E A, Redmond G, Shaw N J, Uhlendorf I 1997 J. Phys. Chem. B 101 10281

    [3]

    Oregan B, Gratzel M 1991 Nature 353 737

    [4]

    Hu L H, Dai S Y, Weng J, Xiao S F, Sui Y F, Huang Y, Chen S H, Kong F T, Pan X, Liang L Y, Wang K J 2007 J. Phys. Chem. B 111 358

    [5]

    Dai J, Hu L H, Liu W Q, Dai S Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 5310 (in Chinese) [戴 俊、胡林华、刘伟庆、戴松元 2008 物理学报 57 5310]

    [6]

    Liang L Y, Dai S Y, Hu L H, Dai J, Liu W Q 2009 Acta Phys. Sin. 58 1338 (in Chinese) [梁林云、戴松元、胡林华、戴 俊、刘伟庆 2009 物理学报 58 1338]

    [7]

    Hao Y Z, Yang M Z, Yu C, Cai S M 1998 Acta Phys. Chim. Sin. 14 309 (in Chinese) [郝彦忠、杨迈之、余 赪、蔡生民 1998 物理化学学报 14 309]

    [8]

    Liang L Y, Dai S Y, Fang X Q, Hu L H 2008 Acta Phys. Sin. 57 1956(in Chinese)[梁林云、戴松元、方霞琴、胡林华 2008 物理学报 57 1956]

    [9]

    Zakeeruddin S M, Grtzel M 2009 Adv. Funct. Mater. 19 2187

    [10]

    Wang H, Liu Y, Xu H M, Dong X, Shen H, Wang Y H, Yang H X 2009 Renew. Energ. 34 1635

    [11]

    Zhang Y, Zhao Y, Cai N, Xiong S Z 2008 Acta Phys. Sin. 57 5806 (in Chinese) [张 苑、赵 颖、蔡 宁、熊绍珍 2008 物理学报 57 5806]

    [12]

    Meng Q B, Fu C H, Einaga Y, Gu Z Z, Fujishima A, Sato O 2002 Chem. Mater. 14 83

    [13]

    Chen X L, Xue J M, Zhang D K, Sun J, Ren H Z, Zhao Y, Geng X H 2007 Acta Phys. Sin. 56 1563 (in Chinese) [陈新亮、薛俊明、张德坤、孙 建、任慧志、赵 颖、耿新华 2007 物理学报 56 1563]

    [14]

    Chen C Y, Wang M K, Li J Y, Pootrakulchote N, Alibabaei L, Ngoc-le C H, Decoppet J D, Tsai J H, Gratzel C, Wu C G, Zakeeruddin S M, Gratzel M 2009 ACS. Nano 3 3103

    [15]

    Bisquert J 2002 J. Phys. Chem. B 106 325

    [16]

    Bisquert J, Zaban A, Salvador P 2002 J. Phys. Chem. B 106 8774

    [17]

    Koide N, Islam A, Chiba Y, Han L Y 2006 J. Photochem. Photobiol. A 182 296

    [18]

    Han L Y, Koide N, Chiba Y, Islam A, Mitate T 2006 C. R. Chim. 9 645

    [19]

    Wang Q, Moser J E, Gratzel M 2005 J. Phys. Chem. B 109 14945

    [20]

    Peter L M, Wijayantha K G U 2000 Electrochim. Acta 45 4543

    [21]

    Liu W Q, Hu L H, Huo Z P, Dai S Y 2009 Prog. Chem. 21 1085 (in Chinese) [刘伟庆、胡林华、霍志鹏、戴松元 2009 化学进展 21 1085]

    [22]

    Peter L M, Duffy N W, Wang R L, Wijayantha K G U 2002 J. Electroanal. Chem. 524 127

    [23]

    Kern R, Sastrawan R, Ferber J, Stangl R, Luther J 2002 Electrochim. Acta 47 4213

    [24]

    He C, Zhao L, Zheng Z, Lu F 2008 J. Phys. Chem. C 112 18730

    [25]

    Huang S Y, Schlichthorl G, Nozik A J, Gratzel M, Frank A J 1997 J. Phys. Chem. B 101 2576

    [26]

    Adachi M, Sakamoto M, Jiu J T, Ogata Y, Isoda S 2006 J. Phys. Chem. B 110 13872

    [27]

    Fabregat-Santiago F, Bisquert J, Garcia-Belmonte G, Boschloo G, Hagfeldt A 2005 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 87 117

    [28]

    van de Lagemaat J, Park N G, Frank A J 2000 J. Phys. Chem. B 104 2044

  • [1]

    Schlichthorl G, Huang S Y, Sprague J, Frank A J 1997 J. Phys. Chem. B 101 8141

    [2]

    Dloczik L, Ileperuma O, Lauermann I, Peter L M, Ponomarev E A, Redmond G, Shaw N J, Uhlendorf I 1997 J. Phys. Chem. B 101 10281

    [3]

    Oregan B, Gratzel M 1991 Nature 353 737

    [4]

    Hu L H, Dai S Y, Weng J, Xiao S F, Sui Y F, Huang Y, Chen S H, Kong F T, Pan X, Liang L Y, Wang K J 2007 J. Phys. Chem. B 111 358

    [5]

    Dai J, Hu L H, Liu W Q, Dai S Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 5310 (in Chinese) [戴 俊、胡林华、刘伟庆、戴松元 2008 物理学报 57 5310]

    [6]

    Liang L Y, Dai S Y, Hu L H, Dai J, Liu W Q 2009 Acta Phys. Sin. 58 1338 (in Chinese) [梁林云、戴松元、胡林华、戴 俊、刘伟庆 2009 物理学报 58 1338]

    [7]

    Hao Y Z, Yang M Z, Yu C, Cai S M 1998 Acta Phys. Chim. Sin. 14 309 (in Chinese) [郝彦忠、杨迈之、余 赪、蔡生民 1998 物理化学学报 14 309]

    [8]

    Liang L Y, Dai S Y, Fang X Q, Hu L H 2008 Acta Phys. Sin. 57 1956(in Chinese)[梁林云、戴松元、方霞琴、胡林华 2008 物理学报 57 1956]

    [9]

    Zakeeruddin S M, Grtzel M 2009 Adv. Funct. Mater. 19 2187

    [10]

    Wang H, Liu Y, Xu H M, Dong X, Shen H, Wang Y H, Yang H X 2009 Renew. Energ. 34 1635

    [11]

    Zhang Y, Zhao Y, Cai N, Xiong S Z 2008 Acta Phys. Sin. 57 5806 (in Chinese) [张 苑、赵 颖、蔡 宁、熊绍珍 2008 物理学报 57 5806]

    [12]

    Meng Q B, Fu C H, Einaga Y, Gu Z Z, Fujishima A, Sato O 2002 Chem. Mater. 14 83

    [13]

    Chen X L, Xue J M, Zhang D K, Sun J, Ren H Z, Zhao Y, Geng X H 2007 Acta Phys. Sin. 56 1563 (in Chinese) [陈新亮、薛俊明、张德坤、孙 建、任慧志、赵 颖、耿新华 2007 物理学报 56 1563]

    [14]

    Chen C Y, Wang M K, Li J Y, Pootrakulchote N, Alibabaei L, Ngoc-le C H, Decoppet J D, Tsai J H, Gratzel C, Wu C G, Zakeeruddin S M, Gratzel M 2009 ACS. Nano 3 3103

    [15]

    Bisquert J 2002 J. Phys. Chem. B 106 325

    [16]

    Bisquert J, Zaban A, Salvador P 2002 J. Phys. Chem. B 106 8774

    [17]

    Koide N, Islam A, Chiba Y, Han L Y 2006 J. Photochem. Photobiol. A 182 296

    [18]

    Han L Y, Koide N, Chiba Y, Islam A, Mitate T 2006 C. R. Chim. 9 645

    [19]

    Wang Q, Moser J E, Gratzel M 2005 J. Phys. Chem. B 109 14945

    [20]

    Peter L M, Wijayantha K G U 2000 Electrochim. Acta 45 4543

    [21]

    Liu W Q, Hu L H, Huo Z P, Dai S Y 2009 Prog. Chem. 21 1085 (in Chinese) [刘伟庆、胡林华、霍志鹏、戴松元 2009 化学进展 21 1085]

    [22]

    Peter L M, Duffy N W, Wang R L, Wijayantha K G U 2002 J. Electroanal. Chem. 524 127

    [23]

    Kern R, Sastrawan R, Ferber J, Stangl R, Luther J 2002 Electrochim. Acta 47 4213

    [24]

    He C, Zhao L, Zheng Z, Lu F 2008 J. Phys. Chem. C 112 18730

    [25]

    Huang S Y, Schlichthorl G, Nozik A J, Gratzel M, Frank A J 1997 J. Phys. Chem. B 101 2576

    [26]

    Adachi M, Sakamoto M, Jiu J T, Ogata Y, Isoda S 2006 J. Phys. Chem. B 110 13872

    [27]

    Fabregat-Santiago F, Bisquert J, Garcia-Belmonte G, Boschloo G, Hagfeldt A 2005 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 87 117

    [28]

    van de Lagemaat J, Park N G, Frank A J 2000 J. Phys. Chem. B 104 2044

  • [1] 梁林云, 陈 冲, 王孔嘉, 王命泰, 郭 力, 孔明光. 聚苯胺基固态染料敏化太阳电池中电子输运性能的研究. 物理学报, 2007, 56(7): 4270-4276. doi: 10.7498/aps.56.4270
    [2] 许双英, 胡林华, 李文欣, 戴松元. 染料敏化太阳电池中TiO2颗粒界面接触对电子输运影响的研究. 物理学报, 2011, 60(11): 116802. doi: 10.7498/aps.60.116802
    [3] 哈日巴拉, 师兰, 姜磊, 郭金毓, 原光瑜, 王李波, 刘宗瑞. 纳米TiO2叶片状阵列电极的制备及其在染料敏化太阳电池中电子的输运性能. 物理学报, 2011, 60(8): 088101. doi: 10.7498/aps.60.088101
    [4] 徐炜炜, 胡林华, 罗向东, 刘培生, 戴松元. 基于薄膜电极溶胶修饰的染料敏化太阳电池光电特性研究. 物理学报, 2012, 61(8): 088801. doi: 10.7498/aps.61.088801
    [5] 张 苑, 赵 颖, 蔡 宁, 熊绍珍. 锐钛矿相TiO2纳米管的制备及其染料敏化太阳电池. 物理学报, 2008, 57(9): 5806-5809. doi: 10.7498/aps.57.5806
    [6] 杨琼芬, 聂汉, 陈自然, 李权, 赵可清. 三唑和环戊烯苯并菲衍生物盘状液晶分子的电荷传输性质. 物理学报, 2012, 61(6): 063102. doi: 10.7498/aps.61.063102
    [7] 胡競丹, 蔡 静, 陈俊蓉, 李 权, 赵可清. 六氮杂苯并菲及其衍生物电荷传输性质的理论研究. 物理学报, 2008, 57(9): 5464-5468. doi: 10.7498/aps.57.5464
    [8] 聂国政, 邹代峰, 钟春良, 许英. 内嵌CuO薄膜对并五苯薄膜晶体管性能的改善. 物理学报, 2015, 64(22): 228502. doi: 10.7498/aps.64.228502
    [9] 梁林云, 戴松元, 方霞琴, 胡林华. 染料敏化太阳电池中TiO2膜内电子传输和背反应特性研究. 物理学报, 2008, 57(3): 1956-1962. doi: 10.7498/aps.57.1956
    [10] 刘伟庆, 寇东星, 胡林华, 戴松元. 染料敏化太阳电池内部光路折转对电子传输特性的影响. 物理学报, 2012, 61(16): 168201. doi: 10.7498/aps.61.168201
    [11] 朱振业, 郑 跃, 王 海, 李青坤, 李晨亮, 王 彪. 应力作用下铁电超晶格BaTiO3/SrTiO3的结构和极化的第一性原理研究. 物理学报, 2007, 56(10): 5986-5989. doi: 10.7498/aps.56.5986
    [12] 陈小兰, 张耘, 冉启义. 掺铁铌酸锂晶体的光电导衰减特性研究. 物理学报, 2013, 62(3): 037201. doi: 10.7498/aps.62.037201
    [13] 聂国政, 彭俊彪, 周仁龙. CuI/Al双层电极的有机场效应晶体管. 物理学报, 2011, 60(12): 127304. doi: 10.7498/aps.60.127304
    [14] 奚小网, 胡林华, 徐炜炜, 戴松元. TiCl4处理多孔薄膜对染料敏化太阳电池中电子传输特性影响研究. 物理学报, 2011, 60(11): 118203. doi: 10.7498/aps.60.118203
    [15] 梁林云, 戴松元, 胡林华, 戴俊, 刘伟庆. TiO2颗粒尺寸对染料敏化太阳电池内电子输运特性影响研究. 物理学报, 2009, 58(2): 1338-1343. doi: 10.7498/aps.58.1338
    [16] 李畅, 薛唯, 韩长峰, 钱磊, 赵谡玲, 喻志农, 章婷, 王岭雪. ZnO电子传输层对于反型结构聚合物太阳电池光浴效应的影响. 物理学报, 2015, 64(8): 088401. doi: 10.7498/aps.64.088401
    [17] 曾隆月, 戴松元, 王孔嘉, 孔凡太, 胡林华, 潘 旭, 史成武. 染料敏化纳米ZnO薄膜太阳电池机理初探. 物理学报, 2005, 54(1): 53-57. doi: 10.7498/aps.54.53
    [18] 徐炜炜, 戴松元, 方霞琴, 胡林华, 孔凡太, 潘 旭, 王孔嘉. 电沉积处理与染料敏化纳米薄膜太阳电池的优化. 物理学报, 2005, 54(12): 5943-5948. doi: 10.7498/aps.54.5943
    [19] 戴松元, 孔凡太, 胡林华, 史成武, 方霞琴, 潘 旭, 王孔嘉. 染料敏化纳米薄膜太阳电池实验研究. 物理学报, 2005, 54(4): 1919-1926. doi: 10.7498/aps.54.1919
    [20] 翁 坚, 肖尚锋, 陈双宏, 戴松元. 大面积染料敏化太阳电池的实验研究. 物理学报, 2007, 56(6): 3602-3606. doi: 10.7498/aps.56.3602
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  3063
  • PDF下载量:  784
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2009-11-04
  • 修回日期:  2009-11-23
  • 刊出日期:  2010-07-15

调制光/电作用下染料敏化太阳电池中电荷传输和界面转移研究

  • 1. (1)温州大学物理与电子信息学院,温州 325035; (2)中国科学院等离子体物理研究所,中国科学院新型薄膜太阳电池重点实验室,合肥 230031
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号: 2006CB202600)、国家高技术研究发展计划(批准号: 2009AA050603)、中国科学院知识创新工程重要方向性项目(批准号: KGCX2-YW-326)和国家自然科学基金(批准号:20703046)资助的课题.

摘要: 详细讨论了染料敏化太阳电池(DSC)在稳态光照射或外加偏压下电荷的传输和转移过程,以及在调制光/电作用下电池的频率响应特点.通过电化学阻抗谱、光电化学阻抗谱、强度调制光电流谱和强度调制光电压谱等四种频谱光电测试手段,对DSC中TiO2薄膜电子传输和界面转移的相关时间常数进行测量.详细分析和比较了电荷的传输及转移过程对时间常数的影响.结果表明,在低光强或低偏压下电荷传输和转移过程对时间常数影响较小,但在高光强或高偏压下对电子寿命影响明显.

English Abstract

参考文献 (28)

目录

    /

    返回文章
    返回