Low temperature fabrication of electron-nano-path and the performance of the solar cell consisting of the bi-continuous nano-path.
电子纳米路径的低温制备及其双连续纳米路径组成的太阳能电池的性能。
基本信息
- 批准号:15350112
- 负责人:
- 金额:$ 8.45万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
- 财政年份:2003
- 资助国家:日本
- 起止时间:2003 至 2006
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The improvement of the photovoltaic performance for dye sensitized solar cells prepared at low temperatures was discussed from the view point of the fabrication of nano-paths for electrons and ions in the TiO_2 electrodes.The effect of ionic diffusions in the TiO_2 nano-porous electrodes on the solar cell performance was simulated by using a new model. It was concluded that the retardation of the ionic diffusions in the TiO_2 electrode causes the deterioration of the solar cell performance. The results suggested that the nano-pores have to be designed well. In order to improve the ionic diffusions in the TiO_2 nano-porous electrode, TiO_2 electrodes consisting of fractal like structures were fabricated by the electro-spray deposition of TiO_2 nano-particles on the conductive substrate. The short circuit current (Jsc) increased due to the increase in ionic diffusion coefficients in the nano-pores, which was consistent with the simulation results. In addition, we found that the addition of needle like TiO_2 help increase the ionic diffusions in the TiO_2 nano-porous electrodes. The addition of the needle increased the Jsc.Another approach for the improvement is to make electron paths at low temperature. We focused on TiO_2 grain boundary. Low V acceleration electron beam exposure (LVEB) which does not damage the substrate because of the low voltage was tried at room temperature. After the LVEB exposure, the increases in the electron diffusion coefficient and Jsc were observed, suggesting that the LVEB is useful for linking the boundary at low temperatures. The dye-staining of TiO2 surface under CO_2 super critical conditions increased Jsc because of the increase in the surface coverage of the nano-porous TiO_2 electrode. However, the surface trap passivation with dye molecules did not increase the electron diffusion coefficient because on the traps remaining at the interface of the grain boundary. This contrasted the results of DSCs prepared at 450℃.
从TiO_2电极中电子和离子纳米路径的构建角度探讨了低温制备的染料敏化太阳能电池光伏性能的提高。利用新模型模拟了TiO_2纳米多孔电极中离子扩散对太阳能电池性能的影响。结论是TiO_2电极中离子扩散的延迟导致了太阳能电池性能的恶化。结果表明,纳米孔必须精心设计。为了改善TiO_2纳米多孔电极中的离子扩散,通过在导电基底上电喷雾沉积TiO_2纳米粒子制备了由分形结构组成的TiO_2电极。由于纳米孔中离子扩散系数的增加,短路电流(Jsc)增加,这与模拟结果一致。此外,我们发现针状TiO_2的添加有助于增加TiO_2纳米多孔电极中的离子扩散。添加针增加了 Jsc。另一种改进方法是在低温下制作电子路径。我们重点关注TiO_2晶界。在室温下尝试了低V加速电子束曝光(LVEB),由于电压低,因此不会损坏基板。 LVEB 暴露后,观察到电子扩散系数和 Jsc 的增加,这表明 LVEB 对于连接低温下的边界很有用。 CO_2超临界条件下TiO2表面的染料染色由于纳米多孔TiO_2电极表面覆盖率的增加而增加了Jsc。然而,用染料分子进行表面陷阱钝化并没有增加电子扩散系数,因为陷阱保留在晶界的界面处。这与 450℃ 下制备的 DSC 的结果进行了对比。
项目成果
期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Dye-Sensitized Solar Cells Fabricated by Electrospray Coating Using TiO2 Nanocrystal Dispersion Solution
- DOI:10.1149/1.2179368
- 发表时间:2006-05
- 期刊:
- 影响因子:3.9
- 作者:M. Fujimoto;T. Kado;W. Takashima;K. Kaneto;S. Hayase
- 通讯作者:M. Fujimoto;T. Kado;W. Takashima;K. Kaneto;S. Hayase
Analysis of dominant factors for increasing the efficiencies of dye sensitized solar cells : Comparizon between acetonitrile and ionic liquid based electrolytes
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- DOI:
- 发表时间:2006
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Toshihiro Oda;Shigenori Tanaka;Shuzi Hayase
- 通讯作者:Shuzi Hayase
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- DOI:
- 发表时间:2005
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:K.Soeda;D.Kosugi;T.Kado;S.Hayase
- 通讯作者:S.Hayase
Increase in electrochemical luminescence intensities by use of nano-porous TiO2 electrodes
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- DOI:
- 发表时间:2005
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:S.Okamoto;K.Soeda;T.Iyoda;T.Kato;T.Kado;S.Hayase
- 通讯作者:S.Hayase
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- DOI:
- 发表时间:2005
- 期刊:
- 影响因子:0
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- 通讯作者:
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