N3Al2O3N749交替组装结构拓宽准固态染料敏化太阳能电池光响应范围和界面修饰效果.pdf

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1、物理化学学~E(WuliHuaxueXuebao)JanuaryActaP．一Chim．Sin．2013，29(1)，73-8173[Article]doi：10．3866／PKU．WHXB201210233www．whxb．pku．edu．cnN3，Al2O3／N749交替组装结构拓宽准固态染料敏化太阳能电池光响应范围和界面修饰效果高瑞牛广达王立铎马蓓蓓邱勇(清华大学化学系，有机光电子及分子工程教育部重点实验室，北京100084)摘要：研究了染料敏化太阳能电池(DSCs)h~N3／AIOJN749交替组装

2、结构的作用．该结构使用AlO。作为介质层吸附第二层染料，可以有效拓宽DSCs的光响应范围，提高电池的光电转化效率．UV-Vis吸收光谱和单色光转换效率(IPCE)谱测试结果表明，相对于单一染料，使用交替组装结构的电池光响应范围变宽．电流一电压(『_＼／)曲线结果表明，该结构有效增加了DSCs电池的光电转化效率，从单～N3和N749染料的4．22％和3．09％增加到了5．75％，分别增加了36％和86％．为了研究该结构的作用机理，本文对其界面修饰作用及界面电子过程进行了讨论．暗电流测试结果表明交替组装结构可以

3、有效阻止电荷复合过程：电化学阻抗谱(EIS)结果表明在黑暗条件下，N3／AI：O。／N749结构可以提高界面电阻，从而抑制电荷复合过程：本文建立了等效电路模型。并使用该模型讨论了交替组装结构的界面电子过程：调制强度光电流谱(IMPS)~I调制强度光电压谱(IMVS)的结果表明该结构可以提高电子寿命和改善电子扩散．关键词：交替组装结构：光响应范围：电荷复合：电子过程中图分类号：0649N3／AI2OdN749AlternatingAssemblyStructureBroadeningthePhotorespO

4、nseandInterfaceModificationEfectsinQuasi·SolidDye-SensitizedSolarCellsGAORuiNIUGuang-DaWANGLi—DuoMABei—BeiQIUYong(KeyLaboratoryofOrganicOptoelectronics＆MolecularEngineeringofMinistryofEducation．DepartmentofChemistryTsinghuaUniversity,Beijing100084,PR．China

5、)Abstract：Inthispaper，theintefacemodificationeffectsandelectronprocessesinN3／AI20JN749alternatingstructureddye-sensitizedsolarcells(DSCs)werestudied．UV-Visabsorptionandmonochromaticincidentphoton-to-electronconversioneficiency(1PCE)spectrashowedthattheN3，A

6、I2O3，N749structurebroadenedthephoto-responserange．Photocurrent—voltagef『_、／)curvesshowedthatenhancedconversionefficiencieswereobtained．ComparedwithN3-andN749．onlystructures，theeficiencyoftheN3／AI2OJN749structureincreasedfrom4．22％and3．09％f05-75％(36％and86％en

7、hancement)，respectively．Fromelectrochemicalimpedancespectroscopy(EIS)results，lheN3／AI2O3／N749structuredisplayedjncreasedjnterfaceresistanceunderdarkconditions．ThisjndicatesthatchargerecombinationiSreducedintheN3／AI2O3／N749device，whichwasconfirmedfr0mthedar

8、kcurrentmeasurements．Furthermore，toanalyzetheelectronprocesses，aseriesofequivalentcircuitmodelswerebuilttomimictheinjectionandrecombinationprocessinDSCs．Intensitymodulatedphotocurrentspectroscopy(IMPS)andinte