《N-TiO2基Zn-卟啉染料敏化太陽能電池光電轉化效率研究》是依託天津大學，由譚欣擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：N-TiO2基Zn-卟啉染料敏化太陽能電池光電轉化效率研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：譚欣
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
太陽能電池作為太陽能媒介，期望能緩解能源危機和環境污染問題而倍受關注。但TiO2較大的禁頻寬度和染料敏化劑在電極薄膜（TiO2薄膜）表面吸附量難於提高且不穩定性，限制了其對太陽光的利用率和光電轉化效率的提高。基於此，本研究提出以可見光回響光催化劑氮摻雜改性TiO2(N-TiO2)取代純二氧化鈦作為納米晶膜，可使太陽光的利用紅移至750-800nm，同時提高電池內的光生電子密度（ED）和光生電子壽命(τ)，降低光生電子擴散係數(D)；以最佳化後的Zn-卟啉作為染料敏化劑，增強染料敏化劑與薄膜的鍵合強度,提高染料敏化太陽能電池的使用壽命。由於Zn-卟啉的吸收峰廣泛分布於350-700nm之間，在其與N-TiO2協同作用下可紅移吸收光波至750-800nm，因此可大幅度提高對太陽光可見光利用率和光電轉化效率，此研究成果為染料敏化太陽能電池的光電轉化效率進一步提高提供理論基礎和技術儲備。
結題摘要
本項目以TiO2 納米管陣列薄膜形貌特徵、染料敏化太陽能電池（Dye-Sensitized Solar Cells, DSSCs）光陽極各界面鍵合機制（製備TiO2 納米管薄膜與P25、TiO2 光陽極薄膜與染料以及其與FTO 導電玻璃基底）對電池光電轉化效率影響為主線展開研究，其研究主要內容包括TiO2 納米管陣列薄膜製備與表征、TiO2 光陽極薄膜製備及電池組裝、電池性能測試與評價，超額完成研究計畫，取得一系列有特色創新性成果。三年來，共發表文章8 篇，其中3 篇 SCI 檢索，7 篇EI 檢索，1 篇中文核心，特別是2012 年在RSC Advances 發表文章（RSCAdv., 2012, 2, 12657-12660），採用簡單可行的陽極氧化與熱處理相結合方法製備 “FS-TNT arrays”(免支撐TiO2 納米管陣列薄膜)，深入分析和討論其製備機制，而後將其套用在透明光陽極基染料敏化太陽能電池研究上，實現7.62%的光電轉化效率，為下一步研究工作開展提供了新思路和切入點。同時我們也多次參加國際國內學術會議進行學術交流，2011、2012 年先後兩次受邀在國際能源學術會議上進行口頭報告交流。
