染料敏化太阳电池中多相接触界面电子转移机制和动力学过程

doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.09.031

高等学校化学学报 ›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (09): 2051.doi: 10.3969/j.issn.0251-0790.2012.09.031

染料敏化太阳电池中多相接触界面电子转移机制和动力学过程

刘伟庆^1,2, 寇东星², 胡林华², 戴松元²

1. 南昌航空大学测试与光电工程学院, 无损检测技术教育部重点实验室, 南昌 330063;
2. 中国科学院等离子体物理研究所, 中国科学院新型薄膜太阳电池重点实验室, 合肥 230031

收稿日期:2011-12-15 出版日期:2012-09-10 发布日期:2012-08-14
通讯作者: 戴松元,男,博士,研究员,主要从事染料敏化太阳电池研究.E-mail:sydai@ipp.ac.cn E-mail:sydai@ipp.ac.cn
基金资助:
国家"九七三"计划项目(批准号: 2011CBA00700); 国家"八六三"计划项目(批准号: 2009AA050603); 中国科学院知识创新工程重要方向项目(批准号: KGCX2-YW-326); 南昌航空大学博士启动基金(批准号: EA201008227)和江西省教育厅科技项目(批准号: GJJ12440)资助.

Mechanisms of Electron Transfer and Dynamic Process at the Multiphase Interface in Dye Sensitized Solar Cell

LIU Wei-Qing^1,2, KOU Dong-Xing², HU Lin-Hua², DAI Song-Yuan²

1. Key Laboratory of Nondestructive Testing, Ministry of Education, School of the Testing and Photoeletric Enginering, Nanchang Hangkong University, Nanchang 330063, China;
2. Key Laboratory of Novel Thin Film Solar Cells, Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China

Received:2011-12-15 Online:2012-09-10 Published:2012-08-14

摘要/Abstract

摘要：

采用电化学阻抗谱(EIS)研究了染料敏化太阳电池(DSC)中由导电玻璃、纳米多孔TiO₂薄膜和电解质构成的多相复杂接触界面的电子转移机制和动力学过程. 通过沉积聚合物薄膜简化多相接触界面结构, 根据接触界面结构和电子转移途径的变化, 分析了不同偏压下多相接触界面电子转移机制, 构建与之对应的等效电路, 获得了DSC内部各个主要接触界面的电子转移动力学常数. 结果表明, 通过外加偏压的控制和多相接触界面结构的简化, 可以区别分析多相复杂接触界面电子转移机制与动力学过程.

关键词: 染料敏化, 太阳电池, 多相接触界面, 电子转移机制, 动力学过程

Abstract:

The multiphase complex interface made up of the transparent conductive oxide substrate(TCO), nano-porous TiO₂ film and electrolyte was formed at the substrate of the anode in dye sensitized solar cell(DSC). The mechanisms of electron transfer and dynamic process at this multiphase complex interface were investigated by electrochemical impedance spectroscopy(EIS). The multiphase interface structure was simplified by an insulating layer which electropolymerized on the exposed TCO. According to changes of the contact interface structure and electron transfer pathway, the corresponding equivalent circuits were constructed. The interface electron transfer mechanism was analyzed and the electron transfer kinetic constants for the electron transfer across the main contact interfacial were obtained at different bias. The results show that different mechanism of interfacial electron transfer and kinetics process can be distinguished by adjusting the bias and simplifying the multiphase interface structure.

Key words: Dye sensitized, Solar cell, Multiphase interface, Electron transfer mechanism, Dynamic process

中图分类号:

O649.6

TrendMD:

刘伟庆, 寇东星, 胡林华, 戴松元. 染料敏化太阳电池中多相接触界面电子转移机制和动力学过程. 高等学校化学学报, 2012, 33(09): 2051.

LIU Wei-Qing, KOU Dong-Xing, HU Lin-Hua, DAI Song-Yuan. Mechanisms of Electron Transfer and Dynamic Process at the Multiphase Interface in Dye Sensitized Solar Cell. Chem. J. Chinese Universities, 2012, 33(09): 2051.

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染料敏化太阳电池中多相接触界面电子转移机制和动力学过程

Mechanisms of Electron Transfer and Dynamic Process at the Multiphase Interface in Dye Sensitized Solar Cell

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