[發明專利]一種雙染料共敏太陽能電池

有效

• 申請號: 202010064220.6
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111243866B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 徐坤;張磊;索嘉琦
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/042
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種雙染料共敏太陽能電池，包括參比電極、工作電極、雙染料系統、電解質溶液和對電極，雙染料系統附著在工作電極上，參比電極、工作電極、對電極置于電解質溶液中，工作電極由導電基體、附著在導電基體上的雙染料系統和連接在雙染料系統上的紫銅構成，雙染料系統包括N3染料、3·4·9·10?四羧酸酐染料和二氧化鈦。該雙染料共敏太陽能電池光電轉換性能好，在自然光光照下光電流高達1.46×10^?5A/cm²，比單純使用N3染料的鈣鈦礦體系太陽能電池的光電流高一個數量級；系統穩定，產生的光電流穩定性好。

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池，更具體地，涉及一種雙染料共敏太陽能電池。

背景技術

染料敏化系統是染料敏化太陽能電池的重要組成部分，染料敏化系統是以低成本的納米二氧化鈦和光敏材料為主要原料，以太陽光為激發條件，進行光電轉換的一種能量轉換裝置，因為某些光敏材料吸附在二氧化鈦上時，對太陽光的光電轉換率較高，如鈣鈦礦，N3染料，所以染料敏化被廣泛應用于太陽能電池等光能轉換裝置上。染料敏化系統的制備一般是用二氧化鈦吸附光敏材料，或者燒結固化。目前有研究表明，N3、鈣鈦礦共同吸附在二氧化鈦上時，太陽能電池的光電轉換較高，但是由于鈣鈦礦的水解性，此系統極不穩定，極大地限制了染料敏化的應用范圍。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種染料敏化系統穩定、光電轉換性能好的的雙染料共敏太陽能電池。

技術方案：本發明所述一種雙染料共敏太陽能電池，包括參比電極、工作電極、電解質溶液和對電極，雙染料系統附著在工作電極上，參比電極、工作電極、對電極置于電解質溶液中，工作電極由導電基體、附著在導電基體上的雙染料系統和連接在雙染料系統上的紫銅構成，雙染料系統包括N3染料、3·4·9·10-四羧酸酐染料和二氧化鈦。

其中，工作電極中二氧化鈦涂覆在導電基體上，N3染料與3·4·9·10-四羧酸酐染料混合后附著在二氧化鈦上，二氧化鈦為納米顆粒，N3染料濃度為0.8～0.12mmol/L，3·4·9·10-四羧酸酐染料濃度為0.8～0.12mmol/L；

其中，工作電極中二氧化鈦涂覆在導電基體上，N3染料先附著在二氧化鈦上，所述二氧化鈦為納米顆粒，燒結后將3·4·9·10-四羧酸酐染料附著在N3染料上，N3染料濃度為0.8～0.12mmol/L，3·4·9·10-四羧酸酐染料濃度為0.8～0.12mmol/L；

其中，工作電極中二氧化鈦涂覆在導電基體上，3·4·9·10-四羧酸酐染料先附著在二氧化鈦上，所述二氧化鈦為納米顆粒，燒結后涂覆將N3染料附著在3·4·9·10-四羧酸酐染料上，N3染料濃度為0.8～0.12mmol/L，3·4·9·10-四羧酸酐染料濃度為0.8～0.12mmol/L；

其中，工作電極中雙染料系統外附著一層鈣鈦礦；導電基體為導電玻璃FTO；參比電極為氯化銀電極；對電極為鉑電極；電解質溶液是濃度為0.8～0.12mol/L的硫酸鈉溶液。

有益效果：本發明與現有技術相比，其顯著優點是：1、光電轉換性能好，在自然光光照下光電流高達1.46×10^-5A/cm²，比單純使用N3染料的鈣鈦礦體系太陽能電池的光電流高一個數量級；2、系統穩定，產生的光電流穩定性好。

附圖說明

圖1是實施例1的結構示意圖；

圖2是實施例2的結構示意圖；

圖3是實施例3的結構示意圖；

圖4是實施例1的光電流曲線圖；

圖5是實施例2的光電流曲線圖；

圖6是實施例3的光電流曲線圖；

圖7是實施例4的光電流曲線圖；