pH值对金莲花染料敏化太阳能电池性能的影响

杨桂军 ,  王棽睿 ,  张永昌 ,  王刚 ,  陈慧媛 ,  南辉 ,  申何萍 ,  林红

引用本文: 杨桂军, 王棽睿, 张永昌, 王刚, 陈慧媛, 南辉, 申何萍, 林红. pH值对金莲花染料敏化太阳能电池性能的影响[J]. 物理化学学报, 2013, 29(03): 539-545. doi: 10.3866/PKU.WHXB201212254 shu
Citation:  YANG Gui-Jun, WANG Shen-Rui, ZHANG Yong-Chang, WANG Gang, CHEN Hui-Yuan, NAN Hui, LIN Hong,  Effect of pH Values on Performance of Trollius Chinensis Pigment Sensitized Solar Cells[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(03): 539-545. doi: 10.3866/PKU.WHXB201212254 shu

pH值对金莲花染料敏化太阳能电池性能的影响

    通讯作者: 林红,
  • 基金项目:

    青海省昆仑学者计划 

    青海省科技厅三江源项目(2010-N-S03) (2010-N-S03)

    青海省科技厅国际合作项目(2011-H-802)资助 (2011-H-802)

摘要:

首先从高原金莲花中提取天然染料, 通过紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和傅里叶变换红外(FTIR)吸收光谱确定其主要成分为花色苷. 调节色素溶液的pH值, 组装染料敏化太阳能电池(DSCs)并进行光电性能测试.研究发现, 随着pH值的升高, 电池的开路电压逐渐升高, 但是短路电流密度却先升高后降低. 分析认为这是由于在不同pH值下, 花色苷的结构会发生转换造成的. 在pH=5时, 该天然染料敏化太阳能电池的光电转换效率最高, 达到0.292%.

English

    1. [1]

      (1) O'Regan, B.; Grätzel, M. Nature 1991, 353, 737. doi: 10.1038/353737a0

      (1) O'Regan, B.; Grätzel, M. Nature 1991, 353, 737. doi: 10.1038/353737a0

    2. [2]

      (2) Grätzel, M. Nature 2001, 414, 338. doi: 10.1038/35104607(2) Grätzel, M. Nature 2001, 414, 338. doi: 10.1038/35104607

    3. [3]

      (3) Kong, F. T.; Dai, S. Y. Progress in Chemistry 2006, 18, 1409.[孔凡太, 戴松元. 化学进展, 2006, 18, 1409.](3) Kong, F. T.; Dai, S. Y. Progress in Chemistry 2006, 18, 1409.[孔凡太, 戴松元. 化学进展, 2006, 18, 1409.]

    4. [4]

      (4) Kay, A.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. 1993, 97, 6272. doi: 10.1021/j100125a029(4) Kay, A.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. 1993, 97, 6272. doi: 10.1021/j100125a029

    5. [5]

      (5) Kay, A.; Robin, H. B.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. 1994, 98,952. doi: 10.1021/j100054a035(5) Kay, A.; Robin, H. B.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. 1994, 98,952. doi: 10.1021/j100054a035

    6. [6]

      (6) Wang, X. F.; Zhan, C. H.; Maoka, T.;Wada, Y.; Koyama, Y.Chemical Physics Letters 2007, 447, 79. doi: 10.1016/j.cplett.2007.08.097(6) Wang, X. F.; Zhan, C. H.; Maoka, T.;Wada, Y.; Koyama, Y.Chemical Physics Letters 2007, 447, 79. doi: 10.1016/j.cplett.2007.08.097

    7. [7]

      (7) Wang, X. F.; Kitao, O.; Zhou, H. S.; Tamiaki, H.; Sasaki, S. I.J. Phys. Chem. C 2009, 112, 7954.(7) Wang, X. F.; Kitao, O.; Zhou, H. S.; Tamiaki, H.; Sasaki, S. I.J. Phys. Chem. C 2009, 112, 7954.

    8. [8]

      (8) Wang, X. F.; Koyama, Y.; Kitao, O.;Wada, Y.; Sasaki, S. I.;Tamiaki, H.; Zhou, H. S. Biosensors and Bioelectronics 2010,25, 1970. doi: 10.1016/j.bios.2010.01.015(8) Wang, X. F.; Koyama, Y.; Kitao, O.;Wada, Y.; Sasaki, S. I.;Tamiaki, H.; Zhou, H. S. Biosensors and Bioelectronics 2010,25, 1970. doi: 10.1016/j.bios.2010.01.015

    9. [9]

      (9) Campbell,W. M.; Jolley, K.W.;Wagner, P.;Wagner, K.;Walsh,P. J.; rdon, K. G.; Mende, L. S.; Nazeeruddin, M. K.;Wang,Q.; Grätzel, M.; Officer, D. L. J. Phys. Chem. C 2007, 111,11760. doi: 10.1021/jp0750598(9) Campbell,W. M.; Jolley, K.W.;Wagner, P.;Wagner, K.;Walsh,P. J.; rdon, K. G.; Mende, L. S.; Nazeeruddin, M. K.;Wang,Q.; Grätzel, M.; Officer, D. L. J. Phys. Chem. C 2007, 111,11760. doi: 10.1021/jp0750598

    10. [10]

      (10) Yoshitaka, S.; Hitoshi, T. J. Photochem. Photobiol. B-Biol.2004, 73, 29. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2003.10.001(10) Yoshitaka, S.; Hitoshi, T. J. Photochem. Photobiol. B-Biol.2004, 73, 29. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2003.10.001

    11. [11]

      (11) Patrocinio, A. O. T.; Mizoguchi, S. K.; Paterno, L. G.; Garcia, C.G.; Murakami iha, N. Y. Synthetic Metals 2009, 159, 2342. doi: 10.1016/j.synthmet.2009.08.027(11) Patrocinio, A. O. T.; Mizoguchi, S. K.; Paterno, L. G.; Garcia, C.G.; Murakami iha, N. Y. Synthetic Metals 2009, 159, 2342. doi: 10.1016/j.synthmet.2009.08.027

    12. [12]

      (12) Tennakone, K.; Kumarasinghe, A. R.; Kumara, G. R. R. A.;Wijayantha, K. G. U.; Sirimanne, P. M. J. Photochem.Photobiol. A-Chem. 1997, 108, 193. doi: 10.1016/S1010-6030(97)00090-7(12) Tennakone, K.; Kumarasinghe, A. R.; Kumara, G. R. R. A.;Wijayantha, K. G. U.; Sirimanne, P. M. J. Photochem.Photobiol. A-Chem. 1997, 108, 193. doi: 10.1016/S1010-6030(97)00090-7

    13. [13]

      (13) Andre, S. P.; Neyde, Y. M. I. Solar Energy Materials and SolarCells 2006, 90, 1936. doi: 10.1016/j.solmat.2006.02.006(13) Andre, S. P.; Neyde, Y. M. I. Solar Energy Materials and SolarCells 2006, 90, 1936. doi: 10.1016/j.solmat.2006.02.006

    14. [14]

      (14) Dai, Q.; Rabani, J. Chem. Commun. 2001, 2142. doi: 10.1039/b106197f(14) Dai, Q.; Rabani, J. Chem. Commun. 2001, 2142. doi: 10.1039/b106197f

    15. [15]

      (15) Furukawa, S.; Iino, H.; Iwamoto, T.; Kukita, T.; Yamauchi, S.Thin Solid Films 2009, 518, 526. doi: 10.1016/j.tsf.2009.07.045(15) Furukawa, S.; Iino, H.; Iwamoto, T.; Kukita, T.; Yamauchi, S.Thin Solid Films 2009, 518, 526. doi: 10.1016/j.tsf.2009.07.045

    16. [16]

      (16) Giuseppe, C.; Gaetano, D. M. Solar Energy Material and SolarCells 2008, 92, 1341. doi: 10.1016/j.solmat.2008.05.007(16) Giuseppe, C.; Gaetano, D. M. Solar Energy Material and SolarCells 2008, 92, 1341. doi: 10.1016/j.solmat.2008.05.007

    17. [17]

      (17) Luo, P. H.; Niu, H. J.; Zheng, G.; Bai, X. D.; Zhang, M. L.;Wang,W. Spectro. Acta Pt. A-Molec. Biomolec. Spectr. 2009,74, 936. doi: 10.1016/j.saa.2009.08.039(17) Luo, P. H.; Niu, H. J.; Zheng, G.; Bai, X. D.; Zhang, M. L.;Wang,W. Spectro. Acta Pt. A-Molec. Biomolec. Spectr. 2009,74, 936. doi: 10.1016/j.saa.2009.08.039

    18. [18]

      (18) Gao, F. G.; Bard, A. J.; Kispert, L. D. J. Photochem. Photobiol.A-Chem. 2000, 130, 49. doi: 10.1016/S1010-6030(99)00193-8(18) Gao, F. G.; Bard, A. J.; Kispert, L. D. J. Photochem. Photobiol.A-Chem. 2000, 130, 49. doi: 10.1016/S1010-6030(99)00193-8

    19. [19]

      (19) Khaled, M.; Andreas, H.; Lowell, D. K. J. Phys. Chem. 1991,95, 2438. doi: 10.1021/j100159a060(19) Khaled, M.; Andreas, H.; Lowell, D. K. J. Phys. Chem. 1991,95, 2438. doi: 10.1021/j100159a060

    20. [20]

      (20) Jeevarajan, J. A.; Kispert, L. D. J. Electroanal. Chem. 1996,411, 57.(20) Jeevarajan, J. A.; Kispert, L. D. J. Electroanal. Chem. 1996,411, 57.

    21. [21]

      (21) Li, Y. L.; Ma, S. C.; Yang, Y. T.; Ye, S. M.; But, P. P. H.J. Ethnopharmacol. 2002, 79, 365. doi: 10.1016/S0378-8741(01)00410-X(21) Li, Y. L.; Ma, S. C.; Yang, Y. T.; Ye, S. M.; But, P. P. H.J. Ethnopharmacol. 2002, 79, 365. doi: 10.1016/S0378-8741(01)00410-X

    22. [22]

      (22) Li, X.; Lin, H.; Li, J. B.;Wang, N.; Lin, C. F.; Zhang, L. Z.J. Photochem. Photobiol. A-Chem. 2008, 195, 247. doi: 10.1016/j.jphotochem.2007.10.010(22) Li, X.; Lin, H.; Li, J. B.;Wang, N.; Lin, C. F.; Zhang, L. Z.J. Photochem. Photobiol. A-Chem. 2008, 195, 247. doi: 10.1016/j.jphotochem.2007.10.010

    23. [23]

      (23) Lu, X. R.; Lu, J. L.;Wu, Y.W.; Ouyuang, J.; Sun, S. Q.Spectroscopy and Spectral Analysis 2010, 30, 38. [卢晓蕊,路金丽, 武彦文, 欧阳杰, 孙素琴. 光谱学与光谱分析, 2010,30, 38.](23) Lu, X. R.; Lu, J. L.;Wu, Y.W.; Ouyuang, J.; Sun, S. Q.Spectroscopy and Spectral Analysis 2010, 30, 38. [卢晓蕊,路金丽, 武彦文, 欧阳杰, 孙素琴. 光谱学与光谱分析, 2010,30, 38.]

    24. [24]

      (24) Lu, Y.; Dong, X. Y.; Du, J. P.; Li, Y. Q.;Wang, M. L. ResearchProgress on Anthocyanins 2004, 35, 315. [卢钰, 董现义,杜景平, 李永强, 王明林. 山东农业大学学报, 2004, 35, 315.](24) Lu, Y.; Dong, X. Y.; Du, J. P.; Li, Y. Q.;Wang, M. L. ResearchProgress on Anthocyanins 2004, 35, 315. [卢钰, 董现义,杜景平, 李永强, 王明林. 山东农业大学学报, 2004, 35, 315.]

    25. [25]

      (25) Wang, F.; Deng, J. H.; Tan, X. H.; Zhang, L. H.; Zhong, H.; Li,Q. M. Food Science 2008, 29, 472. [王峰, 邓洁红, 谭兴和,张礼红, 钟浩, 李清明. 食品科学, 2008, 29, 472.](25) Wang, F.; Deng, J. H.; Tan, X. H.; Zhang, L. H.; Zhong, H.; Li,Q. M. Food Science 2008, 29, 472. [王峰, 邓洁红, 谭兴和,张礼红, 钟浩, 李清明. 食品科学, 2008, 29, 472.]

    26. [26]

      (26) Paulo, F.; Mourad, E.; Norio, S.; Raymond, B. J. Am. Chem.Soc. 1996, 118, 4788. doi: 10.1021/ja9535064(26) Paulo, F.; Mourad, E.; Norio, S.; Raymond, B. J. Am. Chem.Soc. 1996, 118, 4788. doi: 10.1021/ja9535064

    27. [27]

      (27) Sun, J. X.; Zhang, Y.; Hu, X. S.;Wu, J. H.; Liao, X. J. ScientiaAgricultura Sinica 2009, 42, 996. [孙建霞, 张燕, 胡小松,吴继红, 廖小军. 中国农业科学, 2009, 42, 996.](27) Sun, J. X.; Zhang, Y.; Hu, X. S.;Wu, J. H.; Liao, X. J. ScientiaAgricultura Sinica 2009, 42, 996. [孙建霞, 张燕, 胡小松,吴继红, 廖小军. 中国农业科学, 2009, 42, 996.]

    28. [28]

      (28) Nerine, J. C.; Greg, P. S.; Gratzel, M.; Zhang, J. Z. J. Phys.Chem. B 1997, 101, 9342. doi: 10.1021/jp972197w(28) Nerine, J. C.; Greg, P. S.; Gratzel, M.; Zhang, J. Z. J. Phys.Chem. B 1997, 101, 9342. doi: 10.1021/jp972197w

    29. [29]

      (29) Lin, H.; Liu, Y. Z.; Liu, C. J.; Li, X.; Shen, H. P.; Zhang, J.; Ma,T. L.; Li, J. B. Journal of Electroanalytical Chemistry 2011,653, 81. doi: 10.1016/j.jelechem.2010.12.025

      (29) Lin, H.; Liu, Y. Z.; Liu, C. J.; Li, X.; Shen, H. P.; Zhang, J.; Ma,T. L.; Li, J. B. Journal of Electroanalytical Chemistry 2011,653, 81. doi: 10.1016/j.jelechem.2010.12.025

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  718
  • 文章访问数:  1666
  • HTML全文浏览量:  58
文章相关
  • 发布日期:  2013-02-25
  • 收稿日期:  2012-10-09
  • 网络出版日期:  2012-12-25
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章