合肥研究院在量子點敏化太陽能電池研究中取得進展
光伏產業網訊
發布日期：2016-07-28
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中國科學院合肥物質科學研究院安徽光學精密機械研究所激光技術中心研究員方曉東課題組在量子點敏化太陽能電池(QDSCs)研究方面取得進展，相關研究結果
中國科學院合肥物質科學研究院安徽光學精密機械研究所激光技術中心研究員方曉東課題組在量子點敏化太陽能電池(QDSCs)研究方面取得進展，相關研究結果以Anewprobeintothincoppersulfidecounterelectrodewiththicknessbelow100nmforquantumdot-sensitizedsolarcells為題發表在《電化學學報》雜志上(ElectrochimicaActa205(2016)45–52)。
QDSCs是具有廣闊發展前景的第三代太陽能電池，對電極作為QDSCs的重要組成部分，起到促進電荷傳輸、加速電解質還原的作用。硫化銅(CuS)憑借其較高的電導率和催化活性，被廣泛地應用于QDSCs對電極的研究。目前使用的CuS對電極厚度大多為幾百納米至幾微米，厚度低于100納米的對電極鮮有報道。降低對電極厚度具有降低成本、提高催化材料與基底的結合力等優點，因此，在催化活性相當的前提下，厚度較薄的對電極更具優勢。
該課題組使用簡單的化學浴法制備了一系列厚度低于100nm的CuS薄膜，研究了不同前驅體溶液濃度對薄膜厚度、表面粗糙度和電阻率的影響。在此基礎上，將不同厚度的CuS薄膜作為對電極應用于CdS/CdSe量子點共敏化的QDSCs，研究了它們對QDSCs的性能的影響規律，結果發現厚度僅為64nm左右的CuS對電極(CS2.5)組裝的QDSCs獲得了3.25%的光電轉換效率(如圖A所示)，優于Pt對電極(1.91%)和刮涂法制備的厚度達2.8μm的CuS對電極(CS-DB，2.15%)，這也是目前報道使用如此薄的CuS對電極在QDSCs中的獲得的最高效率。電化學阻抗譜(EIS如圖B所示)、Tafel極化曲線和循環伏安曲線(CV)等電化學測試表明，這種薄CuS對電極具有更高的催化活性和穩定性。