层状磷酸锆和氧化锆粉体对染料敏化太阳电池电解质性能的影响

《层状磷酸锆和氧化锆粉体对染料敏化太阳电池电解质性能的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、粉体加工与处理综述层状磷酸锆和氧化锆粉体对染料敏化太阳电池电解质性能的影响刘大年，邓长生，艾德生，戴遐明（清华大学核能与新能源技术研究院，北京102201）摘要：利用合成的层状结构的α-ZrP和球形ZrO2颗粒添加到液态原染料和传输电荷。对DSC的电解质而言，首先要电解质中，获得了改善的界面电荷传输特性和离子传输性能。二者在求具有合适的与染料相匹配的氧化还原能级，其次约3％（质量分数）时得到最好的效果。对于颗粒加入对电解质性能的电解质中离子输运要快。为提高电池的光电性能，人影响进行了分析，认为主要是颗粒表面特性和离子浓度增

2、加带来的们在电解质体系中进行了很多的研究工作，得出了Grothus增强机制改善了电解质电化学特性。不少有意义的结果[6]关键词：染料敏化太阳电池；电解质；电化学，如通过在液体电解质中加入无中图分类号：TB381文献标识码：A机颗粒，可以改善电解质中离子和电极界面电子传文章编号：1008-5548（2008）06-0026-04输性能[7]。近年来，具有特殊形貌和结构的无机材料作为电解质添加剂改善电解质电化学特性的研究引EffectofLayeredZirconiumPhosphate起人们的关注。层状化合物由于其具有纳米尺

3、度的andZrO2PowderonPropertiesofDye层间结构，在一定条件下，某些功能性物种可以克服SensitizedSolarCellElectrolyte层与层之间较弱的作用力而可逆地插入层间空隙，人们利用这一特性，调节电解质离子的环境，从而改LiuDanian，DengChangsheng，AiDesheng，变其在电解质液体基体中的传输特性。α-磷酸锆DaiXiaming（α-ZrP）就是其中一种典型的层状无机化合物，Wang(InstituteofNuclearandNewEnergyTechnolo

4、gy，TsinghuaUniversity，[8]等将层状磷酸锆作为一种添加物加入乙腈作溶剂Beijing102201，China)的I－/I－基电解液中，提高了离子传输性能，他们认3Abstract:Addingα-ZrPwithlayeredstructureandZrO2powderintothe为是由于4-叔丁基吡啶进入α-ZrP层间使其膨胀，liquidelectrolyteofdyesensitizedsolarcell，thechargetransportofthe从而为I－离子的传输提供了快速通道。但是，研

5、究表3electrolytewasimproved.Theoptimumresultswereachievedatabout明[7]，无机超微颗粒的加入还会带来表面效应，即由3%（massfraction）forbothpowder.Throughtheelectrochemicalanaly-于颗粒表面电性，选择性吸附电解质中的离子，通过ses，itwasrevealedthattheimprovementbyaddingtheinorganicpow-离子交换机制，提高电荷传输。此外，由于无机颗粒derswasmain

6、lyattributedtothesimilareffects:particlesurfaceanden-hancedGrothusmechanism.的加入带来电解质中离子浓度的提高，有可能带来Keywords:dyesensitizedsolarcell；electrolyte；electrochemistry所谓的Grothus增强机理，也会造成离子传输性能的改善。理论上，如果能够利用两种化学组成和颗粒尺染料敏化太阳电池（DSC）是一种新型低成本的寸相同，但形貌不同的材料，研究它们对离子电导的太阳电池。自1991年瑞

7、士的Gr覿tzel[1]将纳米晶TiO2影响，将会澄清上述问题。但这样的条件很难满足。引入DSC中，将其光电转换效率提高到7％以来，对因此，本文中试图借助两种颗粒比表面积相近的它的研究成为世界范围内的热点，随着材料和工艺α-ZrP和ZrO2，将其分别添加至一种液态电解质体系的改进，DSC的光电转换效率已达到11％[2]。之中，形成复合电解质体系，比较研究了其电化学性作为染料敏化太阳能电池的一个重要组成部能，对结果进行了初步的讨论。分，电解质对电池性能影响较大[3-5]，其主要功能是复1实验收稿日期：2008-03-24。基

8、金项目：国家高技术研究发展计划（863计划）项目，编号：2006AA03Z218。1.1层状磷酸锆α-ZrP的制备与粉体表征第一作者简介：刘大年（1975-），男，硕士研究生。电话：010-89796111，采用直接沉淀方法，在玻璃反应瓶内加入5.5gE-mail:liudanian@gmail.com