石墨烯量子点染料敏化太阳能电池的研究

摘要

石墨烯量子点(GQDs)具有特殊的物理和化学性质,如:较大的比表面积、较强的化学稳定性,在能量转换和存储、光电催化、燃料电池、太阳能电池、荧光检测等方面具有广泛应用。本研究以无水柠檬酸为原料制备得到石墨烯量子点,用不同浓度的GQDs敏化二氧化钛(TiO_(2))光阳极来制备染料敏化太阳能电池(DSSC)。通过电流密度-电压(J-V)特性曲线、电化学阻抗(EIS)、单色光-电转化效率(IPCE)等分析方法研究比较了GQDs敏化TiO_(2)光阳极前后DSSC的光伏性能。研究表明,采用GQDs修饰制备的光阳极具有较高的光子吸收强度,与纯TiO_(2)光阳极制备的DSSC相比,7.5mg/ml GQDs-TiO_(2)制备的DSSC光电转化效率提高了16%。进一步说明,GQDs与染料的协同敏化作用有助于增强太阳能电池的光伏性能和电荷注入容量,将在新一代太阳能电池的开发过程中发挥重要作用。