染料敏化太陽能電池研究方面取得新進展

    鋰電世界  記者日前從哈爾冰工業大學城市水資源與水環境國家重點實驗室獲悉，該校理學院化學系李欣教授課題組與澳大利亞莫納什大學利昂• 斯皮西亞教授合作開展了染料敏化太陽能電池的研究，相關工作近期取得重要進展，最新研究成果《十八烷基三氯硅烷表面改性調控基于水系染料敏化太陽能電池的電子復合》于近日發表在國際著名期刊《德國應用化學》(Angew.Chem.Int.Ed.2014, 53,6933-6937.)上。論文第一作者為李欣教授與利昂• 斯皮西亞教授指導的中澳聯合培養博士研究生董存庫。該研究得到了城市水資源與水環境國家重點實驗室自主課題和高等學校博士學科點專項科研基金的資助。

    染料敏化太陽能電池（英文縮寫為DSSCs）被稱為“下一代”太陽能電池，具有廣闊的應用前景。傳統的染料敏化太陽能電池所使用的都是有機溶劑，其缺點是沸點低、易揮發、易燃燒，給電池的封裝帶來了困難；而水系電解液則具有非常小的飽和蒸氣壓、不揮發、沸點較高，較寬的電化學窗口等優點。該研究通過實驗及分子動力學理論模擬計算的方法，研究了染料敏化后的二氧化鈦（TiO2）光陽極的裸露表面進行十八烷基三氯硅烷改性鈍化過程。研究發現，烷基硅烷改性可以極大程度低抑制界面電子復合，從而提高開路電壓和短路光電流密度，最終使得水系電解液染料敏化太陽能電池的效率達到創記錄的5.74%。

    這是李欣教授課題組繼2012年在《先進能源材料》、2013年在《歐洲化學》、2014年在《納米尺度》相繼發表有關染料敏化太陽能電池研究的一系列論文以來，在化學學科著名期刊發表的又一篇重要論文。