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采用基于钴-聚环氧乙烷可印刷电解质的高效室内光准固态染料敏化太阳能电池

DOI：10.1016/j.cej.2020.124954 期刊：Chemical Engineering Journal 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 制备了含有Co2?/Co3?或I?/I??氧化还原对的高性能可印刷电解质（PE），用于构建适用于室内光照环境的准固态（QS）染料敏化太阳能电池（QS-DSSCs）。采用聚环氧乙烷（PEO）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）制备PE，并通过调节多种参数获得最优功率转换效率（PCE）。对于I?/I??体系，在最优条件下使用PEO和PEO/PMMA电解质的QS-DSSCs PCE几乎相同（分别为16.32%和16.40%）。但Co2?/Co3?体系的PCE显著更高，其中使用PEO电解质的电池PCE（21.06%）高于使用PEO/PMMA的电池（18.14%）。这种差异归因于光电极周围Li?和Co3?组成的不同。界面处的Li?会排斥Co3?远离界面，从而减少激发电子与Co3?的复合。根据分子结构，PMMA具有更多孤对电子可与Li?配位，这将比PEO更显著地降低自由Li?浓度。因此，PMMA的存在分别降低了光电极/电解质界面处Li?浓度并提高了Co3?浓度，导致电子与Co3?的复合更显著。最终，PEO/PMMA电池的PCE低于PEO电池。该效应在I?/I??体系中未出现，因为阴离子浓度变化对界面电子复合影响不显著。使用这种钴基PE的双面QS-DSSC在200勒克斯T5光源正面和背面照射下分别实现17.22%和14.25%的PCE。采用钴基PE的子?？镼S-DSSC可获得12.56%的PCE。
作者： Shanmuganathan Venkatesan，I-Ping Liu，Chih-Mei Tseng Shan，Hsisheng Teng，Yuh-Lang Lee
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

利用基于钴-聚环氧乙烷的可打印电解质制备适用于室内光照环境的高性能准固态染料敏化太阳能电池（QS-DSSCs）。

研究成果

钴基PEO可打印电解质比碘化物PEO/PMMA电解质更适合高性能室内光量子点染料敏化太阳能电池（QS-DSSCs），其功率转换效率（PCE）可达21.06%。子模块和双面电池在室内光照条件下也展现出良好效果。

研究不足

该研究聚焦于室内光照条件（200勒克斯T5光源），而全日照条件下的性能表现可能有所不同。大面积组件制备工艺的可扩展性尚需进一步研究。

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