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多酸基光敏劑在染料敏化太陽能電池中的應用
關鍵詞：多金屬氧酸鹽 染料敏化太陽能電池 光敏劑 染料 光電轉換效率
摘要：染料敏化太陽能電池(dye-sensitizedsolarcells,簡寫為DSSCs)是由Michael Gratzel等開發的第三代光伏電池,它具有低成本、制作簡單、光學性能可調、光電轉換效率高等優勢。其中光敏劑是DSSCs的重要組成部分,通過吸收可見光將電子傳遞到半導體導帶,對整個電池的電子循環至關重要。廣泛采用的光敏劑為N719等貴金屬配合物,但其價格非常昂貴,很難實現大規模產業化。因此尋找低成本的非貴金屬光敏劑是該領域的一項挑戰。多金屬氧酸鹽(簡稱多酸,Polyoxometalates,簡寫為POMs)是一類具有納米尺寸的分子基納米材料,是分子型無機類半導體材料。多酸的富氧表面可以被活化和修飾,吸收光譜可以覆蓋可見區甚至近紅外區,具有合適的氧化還原電勢,良好的熱穩定性和溶解性。近年來,一系列研究表明多酸可以作為光敏劑應用在DSSCs中。本文中,我們以課題組多年來在POMs和太陽能電池領域的研究工作積累以及國內外同行專家的研究工作為基礎,對多酸基光敏劑在DSSCs中的應用進行了詳細綜述。首先我們闡述了DSSCs的研究意義、多酸的簡介、多酸的能級測量及調控。之后我們重點綜述了多酸作為DSSCs中的光敏劑和共敏劑的研究。最后,我們對多酸基光敏劑在DSSCs領域的發展前景進行了總結和展望。本文有望引起多酸化學、材料化學及新興交叉學科領域研究者的廣泛研究興趣,并為太陽能電池光敏劑的研究提供新的思路。
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