《表1 3种DSSC的光电性能参数》

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《"TiO_2空心微球在NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)/商业TiO_2染料敏化太阳能电池中的应用"》

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DSSC-1为P25薄膜组装的电池，DSSC-2为少量上转换材料NaYF4∶Yb3+，Er3+混合于P25组装的电池，DSSC-3是两层膜结构太阳能电池，3种电池光阳极厚度相同。3者的I-V曲线和IPCE曲线见图3(a），测试面积为0.16cm2，对应的性能参数见表1。基底层丝印了4层，散射层丝印了2层，制备了TiO2空心高散射球作为散射层组装成的电池，其电极截面图见图3(a）插图。由图3(a）和表1可见，在100mW/cm2(1.5G）光照条件下，虽然DSSC-2的开路电压（Voc=775mV）比DSSC-1的电压略低，但其短路光电流密度（Jsc=15.55mA/cm2）和光电转化效率（η=7.35%）均比DSSC-1有所提高。DSSC-3两层薄膜电极电池的短路光电流Jsc=16.81mA/cm2、开路光电压Voc=0.78V、填充因子FF=0.66、光电转化效率η=8.65%，与另外两个电池相比，开路光电压基本不变，但是Jsc和η都有了较大提高，其中η与纯P25(6.70%）光阳极和P25/NaYF4∶Yb3+，Er3+(7.35%）光阳极相比较分别提升了29%和18%。主要是由于TiO2空心高散射球作为散射层能够增强太阳光的传播路径从而增加染料对光的利用率，底层的P25颗粒有较大的比表面积吸收足够染料，上转换发光材料有利于增强太阳能电池的近红外响应[18]，提高光电转化效率。图3(b）为3种不同光阳极DSSCs的IPCE图。由图可知，在全波长范围内，3种DSSCs曲线的趋势相同，其IPCE数值顺序为DSSC-3>DSSC-2>DSSC-1，这与I-V曲线测试结果是一致的。