来源:期刊VIP网 时间:
作者:程友良;张忠宝;
单位:华北电力大学动力工程系;华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室;
摘要:为解决染料敏化太阳能电池(DSSC)液态电解质有机溶剂易挥发、稳定性差、易泄漏等问题,采用固态电解质取代液态电解质,增强DSSC的稳定性和耐用性。基于SCAPS-1D软件建立了以ZnO、PEDOT:PSS分别为电子传输层和空穴传输层、N719为光敏层的固态DSSC结构,主要研究了电池各层厚度、工作温度、串并联电阻、背接触金属类型对DSSC光电参数的影响。结果表明:随着光敏层厚度增大,电池性能显著提高,继续增加厚度时,开路电压(V_(oc))、短路电流密度(J_(sc))和光电转换效率(PCE)增长速率变慢,光敏层的最佳厚度为500 nm;工作温度升高,V_(oc)、J_(sc)、PCE逐渐下降,在300 K时有最高PCE为15.17%;串联电阻(R_s)和并联电阻(R_(sh))对电池性能有重要影响,R_s增加对V_(oc)和J_(sc)变化较小,但PCE和填充因子(FF)显著下降,R_s应尽量小,R_(sh)增加对J_(sc)几乎无影响,V_(oc)和FF得到改善,PCE提高,R_(sh)应尽可能高;背接触金属功函数值增大,光电性能得到增强,当背接触金属为Au时PCE最高。该工作为提高固态DSSC的光电性能提供了理论指导,有助于固态DSSC的进一步发展。
关键词:染料敏化太阳能电池;固态电解质;SCAPS-1D;串并联电阻;背接触金属;光电转换效率
基金资助:保定市科技计划基础研究专项(2372P014)