解永樹教授在太陽能電池研究方向取得重要進展
時間:2021-04-06 10:48:29學院:化學與分子工程學院學校:華東理工大學
化學與分子工程學院解永樹教授在染料敏化太陽能電池 (DSSCs) 研究領域取得重要進展,最新研究成果 “Efficient Solar Cells Sensitized by Porphyrins with Extended Conjugation Framework and a Carbazole Donor: from Molecular Design to Cosensitization” 發(fā)表于德國應用化學雜志 (Angew. Chem. Int. Ed. 2014,鏈接:http://dx.doi.org/10.1002/anie.201406190 )。該研究工作是由博士生王躍強等在解永樹教授的指導下完成的。
太陽能是一種清潔高效、儲量豐富的可再生能源,利用太陽能的一條重要途徑是把光能轉化為電能。作為太陽能電池家族的重要成員,染料敏化太陽能電池具有光電轉化效率高、制作工藝簡單等優(yōu)點,引起了廣泛關注。光電轉換效率是衡量電池性能的重要參數,而用于捕獲光能的敏化劑對電池效率有決定性作用。作為自然界光合作用中心的核心組分,卟啉具有很高的摩爾吸收系數和易于系統(tǒng)修飾的結構,在光能捕獲和能量轉換方面有著特殊的優(yōu)勢,但其在近紅外區(qū)和 500 nm 左右存在明顯的吸收缺陷。針對該問題,本研究在卟啉分子中引入一個額外的炔鍵來擴展分子的 ? 共軛結構,增強染料在近紅外區(qū)的吸收,并在與該炔鍵相連的苯基上引入烷氧基鏈來抑制引入炔鍵導致的染料分子間聚集效應。此外,還進一步設計、合成了一個吸收峰在 500 nm 左右,并具有較大開路電壓的純有機小分子染料,作為卟啉染料的共敏化劑,有效彌補了卟啉染料在 500 nm 左右的吸收缺陷。通過上述卟啉染料結構優(yōu)化和共敏化的綜合策略,最終可同時提高電池的短路電流和開路電壓,實現了高達 10.45% 的光電轉換效率。此外,本文所發(fā)展的卟啉敏化劑均以咔唑基團為電子給體,突破了高效卟啉染料常用的二苯胺電子給體的局限,為發(fā)展含不同電子給體的高效卟啉染料、進一步提高電池效率提供了新的思路。
本研究工作的完成得益于田禾院士團隊在染料敏化太陽能電池領域的長期積累和團結協作的科研氛圍,是在國家自然科學基金、上海市東方學者特聘教授項目和教育部新世紀優(yōu)秀人才等項目的資助下完成的。
|
|
|
版權與免責聲明:本網頁的內容由收集互聯網上公開發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享,并不意味著贊同其觀點或證實其真實性,也不構成其他建議。僅提供交流平臺,不為其版權負責。如涉及侵權,請聯系我們及時修改或刪除。郵箱:sales@allpeptide.com