《表1 掺杂有不同含量立方形金纳米颗粒光阳极DSSC的各项性能参数》

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《金纳米颗粒对染料敏化太阳能电池性能的优化》

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为了探究LSPR效应对最终电池性能的影响，对基于掺有不同含量立方形金纳米颗粒的DSSC的光电性能进行测试。典型的短路电流密度随开路电压（J-V）变化曲线如图3a所示，各项性能参数见表1。从（J-V）曲线中可以看出，随着立方形金纳米颗粒掺杂量的增加，电池的短路电流密度（Js c）和开路电压（Voc）逐渐增加。当掺杂量为0.8%时，Js c和Voc达到最大值，分别为15.32mA/cm2和703mV，相比基于纯TiO2光阳极薄膜的电池分别提高了14.47%和3%；当进一步增大掺杂量时，相应染料敏化太阳能电池的Js c和Voc开始下降。Js c增大主要归因于立方形金纳米颗粒的LSPR效应，LSPR效应使得吸附在TiO2薄膜上的染料分子光吸收能力增强，产生更多的光生载流子，进而增大Js c。Voc的增大则归因于立方形金纳米颗粒的这一独特结构能够存储载流子，并促使TiO2的准费米能级向更负的方向移动，从而得到更大的开路电压。从表1中可以看出，当立方形金纳米颗粒掺杂量为0.8%时，电池光电转化效率（η）达到最大值6.708%，相比基于纯TiO2光阳极薄膜电池提高了12%。