雙面吸光非鉑對電極染敏化太陽能電池的光電性能.pdf

1、對電極是染料敏化太陽能電池(DSCs)的重要組成部分，改進(jìn)對電極是提高DSCs光電效率和降低成本的重要手段之一。對于DSCs而言，如果將對電極制成透明或半透明，那么可以獲得從光陽極和對電極均可吸光并發(fā)電的器件，即雙面吸光DSCs，提升了器件的綜合光電效率。本文主要探究了兩種透明非鉑對電極（即透明碳對電極及聚苯胺（PANI）對電極）組裝的DSCs的雙面吸光性能，同時還調(diào)查了在碳催化層和PANI催化層與導(dǎo)電玻璃之間插入高電子遷移率的ZnO層

2、對DSCs器件性能的影響。結(jié)果表明：
　　透明碳對電極：以聚乙二醇800（PEG800）為碳源，經(jīng)配液、旋涂、熱解等工序在透明導(dǎo)電玻璃上原位形成一體式透明催化層，獲得透明碳對電極。不同工藝下獲得的碳對電極均具有較優(yōu)異的透光性，在可見光范圍內(nèi)的透過率基本達(dá)到了70％以上。在考察的兩種溶劑中，乙酰丙酮和異丙醇混合液比乙酰丙酮和丙酮混合液更適合作為 PEG800的溶劑，相同旋涂速率下能獲得透過率更高、催化活性更佳的碳對電極，相應(yīng)的器件具

3、有更佳的正反面效率。碳對電極的催化活性以及相應(yīng)器件的正反面效率均與旋涂速率之間呈反比關(guān)系。表面粗糙度不同是引起碳對電極性能各異的主要原因。此外，碳對電極DSCs的反面效率/正面效率的比值高于80%，大于Pt對電極器件的44%。
　　透明PANI對電極：將PANI經(jīng)配液、旋涂、熱解等工序在透明導(dǎo)電玻璃上形成一體式半透明催化層，獲得了透明 PANI對電極。在可見光范圍內(nèi)，PANI對電極均具有較好的透光性能，由間甲酚作為溶劑制備得到的P

4、ANI對電極的透過率基本維持在80%以上，同時旋涂速率對透過率影響較??；氯仿獲得的PANI對電極總體上的透過率要略低。相較于 Pt對電極器件44%的反面效率，PANI對電極組裝的DSCs反面效率在77%~98%之間。間甲酚更適合作為PANI的溶劑，相同旋涂速率下能獲得透過率更高、催化活性更佳的PANI對電極，相應(yīng)的器件總體具有更佳的正面效率和反面效率。
　　ZnO插入層：在可見光范圍內(nèi)，相比未插入 ZnO層的碳對電極的透過率（60

5、%~75%），插入ZnO層后得到的碳/ZnO對電極的透過率有所下降，透過率從30%左右緩慢上升到50%左右。ZnO的旋涂速率較高時，碳/ZnO對電極有較高的透過率。ZnO層的插入改變了碳對電極的透光性能隨波長變化規(guī)律。插入 ZnO層的PANI/ZnO對電極的透過率呈現(xiàn)較平緩的變化趨勢，在70%~80%之間變化。ZnO層的插入未改變了PANI對電極的透光性能隨波長變化規(guī)律。在ZnO層的旋涂速率較低時（1500rpm以下），碳/ZnO及 P