基于双电层理论的染料敏化太阳能电池用高效阳离子染料研究

基本信息
批准号:21276044
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:杨希川
学科分类:
依托单位:大连理工大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李士锋,程明,赵江华,陈承,王维瀚,李佳佳,张福国
关键词:
阳离子染料近红外DπA双电层染料敏化太阳能电池
结项摘要

Photo-sensitizer plays a vital role in absorbing sunlight and injecting electron into the conduction band of semiconductor in dye sensitized solar cells (DSC). In recent years, cationic dyes as promising metal-free organic sensitizers have attracted more and more attention because of their strong electron-withdrawing ability, excellent and tunable absorption in the red to near-infrared region as well as their high absorptivities (ca.100 000 M-1 cm-1).In this project, we plan to introduce N-(carboxymethyl)-pyridinium unit and N-(carboxymethyl)-isoquinoline unit, as electron acceptor and anchoring group, respectively into the dye structure to construct a series of novel D-π-A cationic sensitizers with near-infrared absorption. Meanwhile, we will also introduce the cationic group with strong electron-withdrawing ability and strong electron donor into the framework of "Type-II sensitizers", which use hydroxyl as anchoring group, to build a series of D-π-A cationic dyes with a stronger push-pull system than the previously reported Type-II dyes. In addition, the theory of "electric double layer" will be applied in the study of cationic sensitizers for the first time. By comparing with neutral dyes, we will have an insight into the influence of cationic dyes on some key DSC performance parameters, such as the charge injection efficiency, the electron transfer efficiency, the electron lifetime and so on, which will provide important implication and guidance for designing and fabricating more efficient dye sensitized solar cells.

在染料敏化太阳能电池(DSC)中,光敏染料起到吸收太阳光并向半导体导带注入电子的关键作用。阳离子染料作为近年来新兴的一类非金属有机光敏染料,因其优良的吸电子能力,非常高的摩尔消光系数,对长波长可见光及近红外光的良好吸收性能而备受关注。本项目拟将强吸电子基团N-羧甲基-吡啶阳离子和N-羧甲基-异喹啉阳离子分别引入到染料分子结构中,构建一系列新型的具有近红外吸收性能的D-π-A型阳离子光敏染料。另外,将首次将阳离子基团引入到"第二类DSC光敏染料"分子结构中,构建一系列具有强电子推拉体系的以"羟基"为吸附基团的D-π-A型阳离子光敏染料。同时,将首次将"双电层"理论引入到阳离子光敏染料的研究中,通过与中性染料的对比,了解阳离子光敏染料对DSC电池的电荷注入效率,电子扩散效率及电子寿命等一系列重要性能参数的影响,为设计更高效的DSC电池提供更深层次的理论指导。

项目摘要

在染料敏化太阳能电池(DSC)中,光敏染料起到吸收太阳光并向半导体导带注入电子的关键作用。阳离子染料作为近年来新兴的一类非金属有机光敏染料,因其优良的吸电子能力,非常高的摩尔消光系数,对长波长可见光及近红外光的良好吸收性能而备受关注。本项目将强吸电子基团N-羧甲基-吡啶阳离子和N-羧甲基-异喹啉阳离子分别引入到染料分子结构中,构建一系列新型的具有优秀吸光性能的D-π-A型阳离子光敏染料,同时,将将“双电层”理论引入到阳离子光敏染料的研究中,构成的DSC的光电转换效率最高达8.8%,在相同条件下,钌光敏染料(N719)制成的DSC效率为8.0%。首次将阳离子基团引入到“第二类DSC光敏染料”分子结构中,构建一系列具有强电子推拉体系的以“羟基”为吸附基团的D-π-A型阳离子光敏染料。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
2

Influencing factors of carbon emissions in transportation industry based on CD function and LMDI decomposition model: China as an example

Influencing factors of carbon emissions in transportation industry based on CD function and LMDI decomposition model: China as an example

DOI:10.1016/j.eiar.2021.106623
发表时间:2021
3

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
4

The Role of Osteokines in Sarcopenia: Therapeutic Directions and Application Prospects

The Role of Osteokines in Sarcopenia: Therapeutic Directions and Application Prospects

DOI:10.3389/fcell.2021.735374
发表时间:2021
5

面向云工作流安全的任务调度方法

面向云工作流安全的任务调度方法

DOI:10.7544/issn1000-1239.2018.20170425
发表时间:2018

杨希川的其他基金

相似国自然基金

1

红外-可见全吸收染料敏化太阳能电池用敏化材料

批准号:21076038
批准年份:2010
负责人:武素丽
学科分类:B0813
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
2

高效有机染料的合成及其染料敏化太阳能电池的研究

批准号:20903030
批准年份:2009
负责人:王鸣魁
学科分类:B0205
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于双层复合光阳极的高效染料敏化太阳能电池研究

批准号:51372082
批准年份:2013
负责人:李美成
学科分类:E0207
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
4

新型复合叠层染料敏化太阳能电池研究

批准号:51273032
批准年份:2012
负责人:马廷丽
学科分类:E0310
资助金额:80.00
项目类别:面上项目