研究目的
系统研究绿色长余辉发光材料(SrAl2O4:Eu3+)及其厚度对染料敏化太阳能电池(DSSCs)光电性能的影响,并阐明LPP层在光电增强中的作用。
研究成果
将LPP材料掺入染料敏化太阳能电池(DSSCs)可显著提升其光电转换效率(PCE),主要通过背散射和余辉效应实现。研究发现最佳LPP厚度约为25微米,能使PCE提升24.3%。该DSSCs还展现出黑暗环境下的发电能力,显示出全天候太阳能电池的潜力。
研究不足
该研究的局限性在于SrAl2O4:Eu3+材料的绝缘性可能影响染料敏化太阳能电池的填充因子。此外,LPP层的最佳厚度及其对器件性能的影响仍需进一步优化。
1:实验设计与方法选择:
本研究设计了不同LPP厚度的P25 TiO2/SrAl2O4:Eu3+长余辉磷光体(LPP)复合光阳极。方法包括采用刮涂与旋涂法制备复合光阳极、组装染料敏化太阳能电池(DSSCs),以及在模拟太阳光和黑暗条件下进行性能测试。
2:样品选择与数据来源:
使用商用P25 TiO2粉末和SrAl2O4:Eu3+磷光体粉末。P25层厚度固定为12 μm,LPP厚度则有所变化。
3:实验设备与材料清单:
设备包括太阳光模拟器、电化学工作站、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计和光致发光光谱仪(PL)。材料包括P25 TiO2粉末、SrAl2O4:Eu3+磷光体粉末、FTO导电玻璃、染料N719和铂对电极。
4:实验步骤与操作流程:
包括P25和LPP胶体的制备、涂覆于FTO玻璃、煅烧、染料敏化、DSSCs组装及性能测试。
5:数据分析方法:
数据分析包括J-V曲线分析、电化学阻抗谱(EIS)分析、紫外-可见光谱和PL光谱分析以及入射光子-电流转换效率(IPCE)测量。
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获取完整内容-
P25 TiO2 powder
P25
Guangzhou Heyi Trading Co., Ltd., China
Used as a light absorbing layer in photoanodes of DSSCs.
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SrAl2O4: Eu3+ phosphor powder
Shenzhen Yaodesheng Luminous Material Co., Ltd., China
Used as a long persistence phosphor layer for back scattering and afterglow effects in DSSCs.
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FTO slides
NSG TEC? A7
Pilkington Group Limited
Used as conductive substrates for photoanodes.
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Dye N719
Used as a sensitizer in DSSCs.
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Platinum slurry
Yingkou OPV Tech New Energy Co., Ltd., China
Used to prepare Pt counter electrodes for DSSCs.
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