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染料敏化太阳电池内部光路折转对电子传输特性的影响

刘伟庆 寇东星 胡林华 戴松元

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染料敏化太阳电池内部光路折转对电子传输特性的影响

刘伟庆, 寇东星, 胡林华, 戴松元

Effect of light path folding on the properties of electron transport in dyesensitized solar cell

Liu Wei-Qing, Kou Dong-Xing, Hu Lin-Hua, Dai Song-Yuan
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  • 基于染料敏化太阳电池(DSC)光阳极的反射层结构,建立了含有 光路折转的电子连续性方程.计算和分析了不同吸收条件和反射条件下的调制光 电流频率响应特性,研究了DSC内部光路折转对电子传输特性的影响.通过不同膜 厚的强度调制光电流谱 测试表明, 建立的模型反映了DSC内部光路折转时调制光电流频率 响应.动力学研究结果表明, 在含有反射层的DSC中,电子传输动力学过程依赖 于光吸收系数、薄膜厚度以及大颗粒反射能力等因素. DSC内部光路折转导 致较深陷阱被电子填充,缩短了电子在陷阱中的停留时间, 减小了俘获/脱俘影响, 使电子传输过程加快.
    In this paper, an electron continuity equation with light path folding is developed based on the reflection structure of photoanode in a dye sensitized solar cell (DSC). The characteristics of modulated photocurrent frequency response are calculated, and the effects of light path folding on electron transport property are studied under different absorption and reflection conditions. Intensity modulated photocurrent spectroscopy measurements show that the established model reflectes the actual characteristic of the response to modulated photocurrent frequency when the light path is folded inside the DSC. The kinetic of electron transfer process depends on the light absorption coefficient, film thickness and large particle reflection ability and other factors in DSC with reflector structure. The deep trap is filled and residence time of electron in trap is shortened. It is attributed to the fact that the light path folding reduces the effect of trap/detrap and accelerates the electron transportation.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2011CBA00700); 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项目(批准号: KGCX2-YW-326)和 中国博士后科学基金(批准号: 20110490835)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Basic Research Program of China (Grant No. 2011CBA00700), the National High Technology Research and Development Program of China (Grant No. 2009AA050603), the Main Direction Program of Knowledge Innovation of Chinese Academy of Sciences (Grant No. KGCX2-YW-326), and the China Postdoctoral Science Foundation (Grant No. 20110490835).
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-12-24
  • 修回日期:  2012-01-11
  • 刊出日期:  2012-08-05

染料敏化太阳电池内部光路折转对电子传输特性的影响

  • 1. 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;
  • 2. 南昌航空大学测试与光电工程学院, 无损检测技术教育部重点实验室, 南昌 330063
    基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2011CBA00700); 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项目(批准号: KGCX2-YW-326)和 中国博士后科学基金(批准号: 20110490835)资助的课题.

摘要: 基于染料敏化太阳电池(DSC)光阳极的反射层结构,建立了含有 光路折转的电子连续性方程.计算和分析了不同吸收条件和反射条件下的调制光 电流频率响应特性,研究了DSC内部光路折转对电子传输特性的影响.通过不同膜 厚的强度调制光电流谱 测试表明, 建立的模型反映了DSC内部光路折转时调制光电流频率 响应.动力学研究结果表明, 在含有反射层的DSC中,电子传输动力学过程依赖 于光吸收系数、薄膜厚度以及大颗粒反射能力等因素. DSC内部光路折转导 致较深陷阱被电子填充,缩短了电子在陷阱中的停留时间, 减小了俘获/脱俘影响, 使电子传输过程加快.

English Abstract

参考文献 (12)

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