TiO?微球光散射层增强染料敏化太阳能电池光收集性能研究

《Scientific Reports》：TiO2 nanocrystalline microspheres as an effective scattering layer in bilayer photoanodes for DSSCs

　　**摘要**在众多新兴太阳能技术中，染料敏化太阳能电池（DSSCs）因其科学和技术上的关注度在室内外光收集应用中脱颖而出。然而，其效率通常受到有限的光收集和电子复合损耗的阻碍。为应对这些挑战，我们利用水热技术合成的TiO?微球作为双层光电阳极中的光散射层（LSL）。我们报道了TiO?的特性表征以及利用微球结构在光散射层中的应用。TiO?（P25）确保了增强的染料吸附和高效的电子传输，而基于微球的散射层将未被吸收的光子重新导回光电阳极。这一设计显著提高了使用钌基敏化染料（如N3、N719、520 DN和Black染料）的光收集效率，与传统单层电极相比，J_sc和整体功率转换效率（η）均有提升。这与入射光子到电流转换效率（IPCE）光谱数据吻合良好。使用N3染料的二维光电阳极实现了最高的J_sc为4.308 mA/cm2、1.59%效率和43.53 ms的平均电子寿命。这些结果表明TiO?微球在增强DSSCs光收集方面具有潜力，未来可探索其在T-DSSC领域的应用。