新型複合疊層染料敏化太陽能電池研究

《新型複合疊層染料敏化太陽能電池研究》是依託大連理工大學,由馬廷麗擔任醒目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：新型複合疊層染料敏化太陽能電池研究
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：馬廷麗

項目摘要

本課題擬開展高性能低成本有機光敏染料和納米半導體新材料的製備和性質及套用研究。目的是開發新型結構高效染料敏化太陽能電池。本課題擬設計和合成新型具有強、寬吸收的近紅外染料及與其能級匹配的納米半導體材料，並構建新型複合疊層結構染料敏化太陽能電池，利用可見光染料和近紅外吸收染料協同作用，切實有效地擴展吸收光譜，最大限度地利用太陽能。開發具有微細介孔結構及高比表面積的半導體納米材料，開展結構－功能一體化複合材料的基礎研究，進行材料微納結構對器件光電轉換效率影響的研究，並進行功能調控。探索大幅提高太陽能電池光電轉換效率的新途徑。研究器件中電子傳輸、電子擴散長度、電子壽命和界面電阻等光物理性質及機理，揭示分子和能級結構與器件光電轉換效率的內在關係,為進一步改善光電轉換效率奠定堅實理論基礎。研究成果將對提升我國在新型太陽能電池領域的研究水平和國際競爭力有重要意義。

結題摘要

新型第三代太陽能電池由於成本低，易大面積製備，且材料無毒環保，受到了廣泛關注。本課題開展了性能低成本有機光敏染料和納米半導體新材料的製備和性質及套用研究。本課題設計和合成了新型具有強、寬吸收的硫代雙烯近紅外染料及與其能級匹配的SnO2及ZnO納米半導體材料,並構建了新型複合的疊層結構染料敏化太陽能電池,利用可見光染料和近紅外吸收染料協同作用,切實有效地擴展吸收光譜,最大限度地利用太陽能。開發了具有微細介孔結構及高比表面積的半導體納米材料,開展了結構-功能一體化複合材料的基礎研究,並進行了材料微納結構對器件光電轉換效率影響的研究,並進行了材料結構，材料的帶隙以及材料的表面形態等功能的微觀調控。 在項目執行期間主要開展了高性能低成本有機光敏染料和納米半導體新材料的製備和性質及套用研究。包括設計和合成了具有強、寬吸收的有機可見光染料及近紅外染料.並開展了與其能級匹配的納米半導體材料及對電極材料和新型電解液的設計與合成,對合成的材料進行了性質研究和性能評價.之後構建了複合疊層結構染料敏化太陽能電池,利用可見光染料和近紅外吸收染料協同作用增加了染料敏化太陽能電池的光電轉換效率。 同時還進行了拓展研究。利用鈣鈦礦作為增感劑，構建了新型鈣鈦礦染料敏化太陽能電池。開發了電子收集層材料。大幅度改善了太陽能電池的光電轉換效率。研究成果對染料敏化太陽能的產業化和新型太陽能電池的開發奠定了一定的基礎。 以上成果,發表了論文40餘篇.培養碩士研究生13名，博士研究生3名，本科生4名。培養年輕教師4名。