染料敏化太阳能电池对电极及电解质的研究

【摘要】本文以导电聚合物（3，4-乙烯二氧噻吩）：聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）分别与无机导电粉体炭黑、石墨、活性炭及导电炭浆混合为原料加入适量的有机溶剂二甲基亚砜(DMSO)，用滚涂法在柔性ITO/PET基底上制备了新型的对电极，用它代替昂贵的Pt电极作为染料敏化太阳能电池的对电极。采用微乳液法，以CuSO4·5H2O和KI为原料制备了CuI粉体，以实验室自制的无机P型半导体CuI粉体、导电聚合物PEDOT:PSS及乙腈为原料，制备了PEDOT:PSS-CuI复合电解质及纯CuI固态电解质进行了对比。将制备的PEDOT:PSS-C新型对电极、PEDOT:PSS-CuI复合电解质和纯CuI固态电解质与TiO2光阳极，组装成染料敏化太阳能电池进行电池性能测试。通过四探针测试仪、扫描电镜、太阳能电池测试仪，分别测试了柔性PEDOT:PSS-C对电极薄膜的方块电阻、表面形貌及其伏安特性；通过X射线衍射（XRD）和激光粒度分析仪对CuI粉体的晶型和粒度进行了分析，用四探针电阻仪测定了电解质薄膜的电阻率，测试了染料敏化太阳能电池的性能。并比较了纯CuI固态电解质与PEDOT:PSS-CuI复合电解质的电池性能及稳定性。结果表明：PEDOT:PSS与活性炭复合的对电极性能较优，且最佳掺杂量为5％,实现了柔性化的PEDOT:PSS-C复合对电极。当CuI在PEDOT:PSS中添加量为20%时，PEDOT:PSS-CuI复合电解质组装电池的性能较好，与PEDOT:PSS-活性炭对电极组装的染料敏化太阳能电池，在100mW/cm2的光照下，得到短路电流密度为1.72mA/cm2，开路电压为0.77V，填充因子为0.50，光电转化效率为1.41%，且PEDOT:PSS-CuI复合电解质的性能稳定性要优于纯CuI固态电解质。
【作者】许芳怡；
【导师】胡志强；
【作者基本信息】大连工业大学，材料学，2010，硕士
【关键词】PEDOT:PSS-C；PEDOT:PSS-CuI；对电极；电解质；染料敏化太阳能电池；

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