【摘 要】
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基于介孔TiO2光阳极组装的染料敏化太阳能电池(DSSCs),因具有光电转换效率高、制备简单等优势,而受到了研究者们的广泛关注。[1-3]在这类太阳能电池中,电子的有效传输及电荷复合损失,都与光阳极TiO2中存在的大量缺陷态(Trap State)密切相关。[4,5]本工作中,我们利用时间分辨电荷抽取(TRCE)的实验方法,研究DSSCs光阳极膜的缺陷态态密度(DOS,Density of Sta
【机 构】
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中国人民大学,化学系 北京大学,化学与分子工程学院
【出 处】
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第十四届全国太阳能光化学与光催化学术会议
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基于介孔TiO2光阳极组装的染料敏化太阳能电池(DSSCs),因具有光电转换效率高、制备简单等优势,而受到了研究者们的广泛关注。[1-3]在这类太阳能电池中,电子的有效传输及电荷复合损失,都与光阳极TiO2中存在的大量缺陷态(Trap State)密切相关。[4,5]本工作中,我们利用时间分辨电荷抽取(TRCE)的实验方法,研究DSSCs光阳极膜的缺陷态态密度(DOS,Density of States)热力学分布,发现在TiO2禁带中存在“深”、“浅”两类具有不同特征能量的缺陷态。通过考察具有不同颗粒尺寸的光阳极的DOS分布,我们对不同类型的缺陷态进行了空间指认,发现深缺陷主要分布在TiO2颗粒的表面,而浅缺陷则布居在颗粒的体相。基于瞬态光电压(TPV)测试,我们还研究了DSSCs中的电荷复合动力学,发现电荷复合速率与电子在光阳极颗粒中的传输动力学密切相关,且服从“Multiple-Trap”理论的描述。缺陷态的DOS分布情况会显著地影响电荷复合动力学,其中浅缺陷(即体相缺陷)所起的作用远远大于深缺陷(即表面缺陷)。最后,我们分析了光阳极缺陷态的热力学及空间分布对DSSCs光伏性能的影响,为后续的光阳极介孔膜的形貌结构设计提供了新思路。
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