纳米Au双壳层微球对染料敏化太阳能电池性能的优化
Performance Improvement of Dye-Sensitized Solar Cells by Nano-Au Double Shell Microspheres作者机构:武汉大学物理科学与技术学院
出 版 物:《武汉大学学报(理学版)》 (Journal of Wuhan University:Natural Science Edition)
年 卷 期:2018年第64卷第5期
页 面:385-392页
核心收录:
学科分类:080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理]
基 金:国家重点基础研究发展计划(973)项目(2011CB933300) 国家自然科学基金(51372174)资助
主 题:纳米Au颗粒 局域表面等离子体共振 双壳层微球 复合光阳极 染料敏化太阳能电池
摘 要:利用液相还原法制备的纳米Au双壳层Au@SiO2@TiO2(AST)微球,制备了一系列不同AST微球含量的复合光阳极及其染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs).研究了不同含量AST微球对光阳极的光吸收以及DSSC性能的影响.研究表明,AST微球可显著增强光阳极的光吸收以及DSSC的短路电流密度(short-circuit photocurrent density,J(sc))和光电转换效率(photoelectric conversion efficiency,PCE).当掺入AST微球的质量比(m(AST)∶m(TiO2))为1.6%时,对应的DSSC具有最大的J(sc)和PCE,分别为15.23mA·cm^-2和6.70%,相比于纯TiO2光阳极DSSC,分别提高了26.3%和19.0%.电池性能的显著改善可归因于AST微球中Au颗粒的局域表面等离子体共振(localized surface plasmon resonance,LSPR)和TiO2薄膜壳层的共同作用,使得光阳极的染料吸附量增加,光吸收增强,从而显著提高了电池的J(sc)和PCE.