紫甘蓝天然染料敏化三氧化二铋太阳能电池研究.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2010年第11期文章编号：1002—1124(2010)11-0o04—03科研与紫甘蓝天然染料敏化开发三氧化二铋太阳能电池研究拳周国华，王春燕，梅光军。，刘红(1．湖北工业大学化学与环境工程学院，湖北武汉430064；2．武汉理工大学资源与环境工程学院。湖北武汉4300701)摘要：对紫甘蓝天然染料敏化BiO太阳能电池进行了研究。考察了Bi20薄膜的制备温度、染料吸附对Bi：O，太阳能电池性能的影响。结果表明，紫甘蓝天然染料作为敏化剂明显改善Bi：O，太阳能电池的光电性能。Bi：O薄膜在5o0℃煅烧4

2、h，在染料中吸附12h的太阳能电池的开路电压为0．250V，短路电流为O．063mA-em≈。关键词：太阳能电池；天然染料；三氧化二铋中图分类号：TK115．4文献标识码：A～Dye-sensitizedBiz03solarcellswithnaturaldyeextractedfromredcabbageZHOUGuo-hua。，WANGChun-yan，MEIGuang-jun，LIUHong(1．SchoolofChemicalandEnvironmentalEngineering，HubeiUniversityofTechnology，W

3、uhan430064，China；2．SchoolofResourcesandEnvironmentEngineering，WuhanUnNersityofTechnology，Wuhan430070，China)Abstract：Dye—sensitizedBi2O3solarcellswasstudiedwithnaturaldyeextractedfromredcabbage．TheeffectofcalcinationtemperatureandadsorptionofdyeonBi203filmswasinvestigated．Redc

4、abbagedyeasasensitizercansignificantlyimprovesthephotovohaicperformanceofBi2O3solarcells．Theresultsindicatethatashoacircuitphotocurrentdensity(Isc)of0．063mA’emandanopencircuitvoltage(VOC)of0．250Vareachieved．Keywords：solarcells；naturaldyes；Bi203随着人类经济的快速发展，矿物资源逐步枯竭，BiO太阳能电池的开路

5、电压和短路电流的影响并新能源的开发显得非常重要。太阳能具有取之不尽、研究该电池的伏安特性曲线。用之不竭、高效清洁等优点，愈来愈受到广泛重视。将太阳能转换为电能的太阳能电池是太阳能利用的1实验部分有效方式之一。1991年，Gratzel研究小组在Nature1．1仪器及试剂杂志上报道了新型太阳能电池——染料敏化多孔半导体薄膜太阳能电池(简称为DSSC)⋯。它采用高比高温电阻炉(sx一4—13武汉亚华电炉有限公表面积的纳米晶多孔TiO薄膜作光电极，吸收染料司)；透明导电玻璃(日本NSG公司FrO导电玻璃，后，电池的光电转化效率大大提高。这类太阳能电池

6、厚度2．2mm，电阻小于1412·cm～，透光率大于90％)；HLJ5451嵌入式70W金卤灯(佛山市南海区具有制备简单、成本低廉和对环境无污染等优点，具有广泛的应用前景。此后，染料敏化太阳能电池受到罗村迥龙灯饰电器有限公司)；Philips照明电源；广泛重视。目前，染料敏化太阳能电池大多利用TiO：BX7一l1滑线式变阻器(上海艾镇电器厂制造)；薄膜或ZnO薄膜作光电极[瑚】。Bi0是P一型半导UV1800一PC紫外分光光度计(美谱达仪器)。体，禁带宽度为2．7eV。目前，尚未有应用于染料敏Bi(NO)(A．R．国药集团化学试剂有限公司)；化太

7、阳能电池的报道。OP乳化~J(c．P．天津市光复精细化工研究所)；冰乙本研究探讨以BiO，制备太阳能电池，考察了酸(A．R．国药集团化学试剂有限公司)；I：(A．R．国BiO薄膜的制备温度、紫甘蓝天然染料吸附时间对药集团化学试剂有限公司)；KI(A．R．国药集团化学试剂有限公司)。1．2实验方法收稿日期：2010—09—301．2．1制备Bi0，粉末称取NaOH8．8g溶解于基金项目：国家高技术研究发展计~(863)项目(2007AA06Z123)100mL蒸馏水中，Bi(NO，)3·5HO4．0g溶解于含有作者简介：周国华，男，博士，从事环境工

8、程研究。2010年第11期周国华等：紫甘蓝天然染料敏化三氧化二铋太阳能电池研究0．4ml浓HNO，的20mL蒸馏水中。在搅拌下将Bi(N