CuFeO₂基p型染料敏化太阳电池的性能研究

【作者】 朱涛； 邓赞红； 方晓东； 董伟伟； 王时茂； 邵景珍； 陶汝华；

【机构】 中国科学院安徽光学精密机械研究所；

【摘要】 自2010年高效串联染料敏化太阳电池（tandem-DSCs）概念的提出以来[1],以p型半导体材料（p-SCs）作为光阴极的p-DSCs得到了广泛关注。但由于合适的宽带隙p-SCs的稀缺,其效率目前仍远低于n-DSCs。铜铁矿体系中的CuFeO₂,具有深价带能级和较高的空穴迁移率,将其用作光阴极有望得到更高效率的p-DSCs。本文开展了基于CuFeO₂光阴极的p-DSCs的性能研究。主要采用香豆素343敏化的光阴极、传统碘电解质以及铂对电极组装电池。研究表明:CuFeO₂薄膜的平带电势为0.50 Vvs.Ag/Ag Cl,如图1所示,有利于得到较高的开路电压。如图2所示,基于CuFeO₂光阴极的p-DSCs开路电压达到359 mV,而目前文献报道中基于碘电解质的p-DSC开路电压最高约260 mV[2]。但是,由于CuFeO₂的颗粒较大,比表面积较小,约6.5 m²/g,限制了薄膜的染料吸附量,从而导致短路电流较小。制备高比表面积的CuFeO₂纳米颗粒光阴极薄膜可能是提高电池短路电流的有效途径。更多还原