物理化学学报 >> 2017, Vol. 33 >> Issue (4): 670-690.doi: 10.3866/PKU.WHXB201701101

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量子点敏化太阳能电池对电极研究进展

夏锐1,王时茂1,董伟伟1,2,方晓东1,2,*()   

  1. 1 中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽省光子器件与材料重点实验室,合肥230031
    2 中国科学院新型薄膜太阳能电池重点实验室,合肥230031
  • 收稿日期:2016-10-21 发布日期:2017-03-23
  • 通讯作者: 方晓东 E-mail:xdfang@aiofm.ac.cn
  • 作者简介:夏锐,1992年生。2013年本科毕业于中国矿业大学(北京)材料科学与工程专业,2013年至今为中国科学院合肥物质科学研究院材料物理与化学专业全日制非定向博士研究生,主要研究方向为功能薄膜在染料敏化太阳能电池,量子点敏化太阳能电池,钙钛矿太阳能电池中的运用。参加国家自然科学基金1项|王时茂,1980年生。2003年本科毕业于武汉大学物理系,2014年博士毕业于中国科学院合肥物质科学研究院。现为中国科学院安徽光学精密机械研究所助理研究员。主要研究方向为新型薄膜太阳电池的制备及机理研究。主持国家自然科学基金1项|董伟伟,1980年生。2001年本科毕业于安徽建筑大学,2004年硕士毕业于中国科学技术大学,2010年博士毕业于中国科学院合肥物质科学研究院。现为中科院安徽光学精密机械研究所副研究员,硕士生导师。主要研究方向为半导体材料的制备及太阳电池等原型器件。主持国家自然科学基金1项,参与多项太阳电池研究项目|方晓东,1963年生。中国科学院安徽光机所研究员,激光研究中心主任,中国科学院“百人计划”支持获得者,博士生导师。2012年1月起同时受聘中国科学技术大学教授。1985年毕业于合肥工业大学应用物理系。1991年在中国科学院安徽光学精密机械研究所获得理学硕士学位。2000年在日本大阪大学基础工学部获得工学博士学位先后在日本大阪大学基础工学部和产业研究所任客座研究员和客座教授,从事功能薄膜材料研究。曾经就职于日本日立公司从事半导体工艺和器件研究开发工作。主要研究方向是气体激光器及其在工业、生物医学和科研等领域的应用,功能薄膜材料和微纳光电子器件。目前承担的研究项目包括国家科技重大专项课题、国家自然科学基金面上项目等
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(61306082);国家自然科学基金(61306083)

Research Progress of Counter Electrodes for Quantum Dot-Sensitized Solar Cells

Rui XIA1,Shi-Mao WANG1,Wei-Wei DONG1,2,Xiao-Dong FANG1,2,*()   

  1. 1 Anhui Provincial Key Laboratory of Photonic Devices and Materials, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, P. R. China
    2 Key Laboratory of Novel Thin Film Solar Cells, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, P. R. China
  • Received:2016-10-21 Published:2017-03-23
  • Contact: Xiao-Dong FANG E-mail:xdfang@aiofm.ac.cn
  • Supported by:
    the National Natural Science Foundation of China(61306082);the National Natural Science Foundation of China(61306083)

摘要:

对电极(CE)是量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)的重要组成部分之一,改进对电极的综合性能是提高QDSSCs能量转换效率(PCE)的有效手段。本文简要介绍了对电极应具备的性能,并按不同材料的使用,分类阐述了金属、导电聚合物、碳、无机金属化合物以及它们的复合材料对电极的制备方法和研究进展。其中,以铜、钴、铅的硫化物等为主的无机金属化合物对电极催化活性高,成本低,研究最为广泛;导电聚合物、新型碳材料以及各类复合材料对电极也因其各自的优势在量子点敏化太阳能电池中的研究越来越成熟。

关键词: 量子点敏化太阳能电池, 对电极, 导电聚合物, 碳材料, 金属硫化物

Abstract:

The counter electrode (CE) is an important part of a quantum dot-sensitized solar cell (QDSSC). Improving CE performance is an effective approach to enhance the photovoltaic conversion efficiency of QDSSCs. In this paper, the required properties of CEs are briefly introduced. Recent progress in the study and fabrication methods of QDSSC CEs composed of various materials, including metals, conductive polymers, carbon, metal sulfide, other inorganic metallic compounds, and composites, are reviewed. CEs made of inorganic metallic compounds like copper sulfide, cobalt sulfide, and lead sulfide are the most widely studied because of their high catalytic ability and low cost. Meanwhile, research on CEs made of conductive polymers, new carbon materials, and a variety of composite materials is expanding because of their respective advantages.

Key words: Quantum dot-sensitized solar cell, Counter electrode, Conductive polymer, Carbon material, Metal sulfide

MSC2000: 

  • O646