多酸基光敏劑在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用
關(guān)鍵詞：多金屬氧酸鹽 染料敏化太陽(yáng)能電池 光敏劑 染料 光電轉(zhuǎn)換效率
摘要：染料敏化太陽(yáng)能電池(dye-sensitizedsolarcells,簡(jiǎn)寫為DSSCs)是由Michael Gratzel等開(kāi)發(fā)的第三代光伏電池,它具有低成本、制作簡(jiǎn)單、光學(xué)性能可調(diào)、光電轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)勢(shì)。其中光敏劑是DSSCs的重要組成部分,通過(guò)吸收可見(jiàn)光將電子傳遞到半導(dǎo)體導(dǎo)帶,對(duì)整個(gè)電池的電子循環(huán)至關(guān)重要。廣泛采用的光敏劑為N719等貴金屬配合物,但其價(jià)格非常昂貴,很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。因此尋找低成本的非貴金屬光敏劑是該領(lǐng)域的一項(xiàng)挑戰(zhàn)。多金屬氧酸鹽(簡(jiǎn)稱多酸,Polyoxometalates,簡(jiǎn)寫為POMs)是一類具有納米尺寸的分子基納米材料,是分子型無(wú)機(jī)類半導(dǎo)體材料。多酸的富氧表面可以被活化和修飾,吸收光譜可以覆蓋可見(jiàn)區(qū)甚至近紅外區(qū),具有合適的氧化還原電勢(shì),良好的熱穩(wěn)定性和溶解性。近年來(lái),一系列研究表明多酸可以作為光敏劑應(yīng)用在DSSCs中。本文中,我們以課題組多年來(lái)在POMs和太陽(yáng)能電池領(lǐng)域的研究工作積累以及國(guó)內(nèi)外同行專家的研究工作為基礎(chǔ),對(duì)多酸基光敏劑在DSSCs中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)綜述。首先我們闡述了DSSCs的研究意義、多酸的簡(jiǎn)介、多酸的能級(jí)測(cè)量及調(diào)控。之后我們重點(diǎn)綜述了多酸作為DSSCs中的光敏劑和共敏劑的研究。最后,我們對(duì)多酸基光敏劑在DSSCs領(lǐng)域的發(fā)展前景進(jìn)行了總結(jié)和展望。本文有望引起多酸化學(xué)、材料化學(xué)及新興交叉學(xué)科領(lǐng)域研究者的廣泛研究興趣,并為太陽(yáng)能電池光敏劑的研究提供新的思路。
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