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用ZnO:Cu薄膜和从贯叶连翘花中提取的染料制备染料敏化太阳能电池

论论资讯 | 2023-03-01 3热度

Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures

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Dye-sensitized solar cells fabricated using ZnO:Cu thin films and dye extracted from Hypericum perforatum L. flowers

Göde F.; Balpınar N.

Published:2023-03-01
DOI:10.15251/djnb.2023.181.389

研究背景

随着全球环保意识的提高,人们对可再生能源的需求也越来越大。而太阳能电池作为一种相对环保、可再生的能源,备受研究者们的关注。然而,传统的硅基太阳能电池存在成本高、生产能耗大等问题,因此研究人员开始探索新型的太阳能电池材料和制备方法。其中,染料敏化太阳能电池(DSSC)作为一种新型太阳能电池,具有制备简单、成本低、效率高等优点,备受关注。

研究内容

近期,Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures发表了一篇题为“使用Hypericum perforatum L.花提取物和ZnO:Cu薄膜制备染料敏化太阳能电池”的论文。该研究使用了纯的和掺杂铜的氧化锌(ZnO:Cu)纳米颗粒以及从干燥的Hypericum perforatum L.(H. perforatum)花中提取的染料来设计DSSC。研究人员使用连续离子层吸附和反应(SILAR)方法在锡掺杂的氧化铟玻璃基板上生长了ZnO:Cu薄膜,并通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDS)、紫外可见光谱和傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究了合成的ZnO:Cu薄膜的晶体性质、形貌、组成和光学性质。SEM结果表明,ZnO:Cu薄膜表面形成了多孔结构,为染料分子和电解质离子提供了更多的活性位点。使用纯ZnO薄膜制备的DSSC,显示出7.66 mA/cm²的电流密度(Jsc)、0.98 V的开路电压(Voc)和2.47%的总效率(η)。

研究意义

该研究通过使用Hypericum perforatum L.花提取物和ZnO:Cu薄膜制备DSSC,成功地提高了DSSC的光电转换效率。此外,该研究还证明了掺杂Cu可以改善ZnO薄膜的光电性能,这为制备高效率的DSSC提供了新思路。这项研究的创新之处在于,它使用了一种新型的染料来提高DSSC的效率,并且通过掺杂Cu改善了ZnO薄膜的性能。这项研究为太阳能电池的制备提供了新的思路和方法,具有重要的实际应用价值。

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