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对电解质添加剂的新认识将改善染料敏化太阳能电池

时间：2021-06-15 17:03:31 来源：

由于对添加剂在优化电解质中的作用有了更深入的了解，在弱光条件下使用的染料敏化太阳能电池可以更一致地运行。

笔记本电脑和手机以及其他设备可以在室内充电或供电，远离阳光直射，使用染料敏化太阳能电池 (DSC)，荧光灯在 1000 勒克斯下的效率高达 34%。

对电解质添加剂的新认识将改善染料敏化太阳能电池

包含各种添加剂组合的铜基电解质已被用于实现这些效率，迄今为止取得了不同的结果。

这些添加剂与电解液中铜物质的相互作用在过去几年中一直受到关注，并且由于对不同添加剂的真实作用缺乏了解而阻碍了进展。

现在，由澳大利亚先进光伏中心 (ACAP) 资助并由 ARC 激子科学卓越中心支持的研究证明了分子 4-叔丁基吡啶 (tBP) 和 1-甲基苯并咪唑 (NMBI) 的重要性) 作为使铜氧化还原介质性能最大化的最佳添加剂。

结果已发表在《先进能源材料》杂志上。

X 射线衍射分析、吸收和核磁共振光谱被用来寻找最有效地抑制复合损失的添加剂组合，从而提高太阳能电池的性能。

莫纳什大学和 Exciton Science 的联合第一作者 Sebastian Fürer 博士说：“研究人员之前有点担心，因为 tBP 可以与铜配合物相互作用，每个人都说，'让我们尽量避免它'。人们认为这对太阳能电池性能有害但我们仔细研究了这一点。

“我们实际上发现保留它非常重要，因为它减少了主要的损失机制之一。

“这是一个非常令人兴奋的发现。因此，从这里开始，人们需要考虑这种交互，以便为这些设备提供高效率。”

根据 Sebastian 的说法，在新的铜氧化还原介质中使用正确的添加剂现在很可能成为未来提高 DSC 性能努力的标准。

“你不能忽略它，因为太阳能电池的效率从 9% 下降到不到 1%。这真的是一个巨大的差异，”他说。

“与其试图避免这种相互作用，在未来，研究人员将需要确保这种相互作用以有益的方式发生。我们已经研究了所有不同的部分并解决了一个大问题。结果非常确定。 ”

共同第一作者、莫纳什大学的 Rebecca Milhuisen 博士补充说：“我们的研究结果确定了关键的性能抑制损失机制，并且是朝着开发用于下一代太阳能电池的低成本电荷传输材料迈出的一步。”

莫纳什大学的资深作者 Udo Bach 教授认为，这些发现将使研究人员能够成功设计和创造出更高效的下一代材料。

“在过去几年中，可印刷的低成本染料敏化太阳能电池的效率有了相当大的提升，”他说。

“这种增长主要是由于引入了新的铜基化合物，这些化合物有助于分离光生电荷。

“在我们的论文中，我们揭示了这些化合物与电池中其他添加剂相互作用的先前未知的细节，这是它们出色性能的关键。

“有了这些新知识，我们现在可以设计下一代铜基电荷传输材料，它应该更加高效。”


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