1. 共吸附剂系列产品
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名称：
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吸附剂CDCA
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吸附剂DPHP
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吸附剂DPPA
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吸附剂4-胍基丁酸
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英文名称：
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Chenodeoxycholic acid
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diphenyl hydrogen phosphate
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Diphenylphosphinic acid
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4-Guanidinobutyric Acid
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分子量：
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392.58
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250.19
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218.19
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145.16
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货号：
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MTW-100
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MTW-102
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MTW-101
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MTW-103
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CAS号：
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474-25-9
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838-85-7
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1707-03-5
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463-00-3
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外观：
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白色粉末
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白色粉末
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白色粉末
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白色粉末
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纯度：
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98%
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98%
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98%
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98%
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名称：
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吸附剂CA
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吸附剂ACA
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吸附剂LCA
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吸附剂DCA
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英文名称：
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Cholic acid
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1-adamantane-
carboxylic acid
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lithocholic acid
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deoxycholic acid
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分子量：
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408.58
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180.25
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376.57
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392.57
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货号：
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MTW-106
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MTW-106
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MTW-105
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MTW-104
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CAS号：
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361-09-1
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828-51-3
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434-13-9
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83-44-3
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外观：
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白色粉末
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白色粉末
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白色粉末
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白色粉末
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纯度：
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98％
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98％
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98％
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98％
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2. 共吸附剂的作用
引入共吸附剂通常有抑制染料聚集和提高电池性能的作用。共吸附剂在染料敏化太阳能电池中的主要作用表现为:
(1)减少染料在TiO2表面的聚集，从而减少激发态电子由于聚集态分子间的猝灭而失活,增加激发态光电子到TiO2导带的注入效率；
(2)提高染料的LUMO能级,增加染料LUMO能级和TiO2导带间的能级差,增加电子注入能动力；
(3)降低TiO2导带能级(ECB),提高染料LUMO能级和TiO2导带间的能级差,增加电子注入能动力；
(4)抑制暗电流, 减少TiO2中光电子到电解液中的流失；
(5)填补TiO2上没有被染料吸附的空位,与染料共同形成一层绝缘层,阻碍电解液中的电子受体靠近TiO2表面；
(6)引起TiO2导带边的移动；
(7)提高TiO2薄膜中光电子寿命。
但是, 共吸附剂的引入也存在弊端。例如, 由于共吸附剂与染料在TiO2表面是竞争吸附,引入共吸附剂在一定程度上会降低染料在TiO2表面的覆盖量；引入共吸附剂减小暗电流有其特定的工作条件, 只有在满足这些条件下才能降低暗电流,例如，共吸附剂在N3和N719为染料的敏化太阳能电池中，对于电池性能并没有起到明显的改善作用。
3. 共吸附剂作用的原因分析
以胆酸衍生物为例：
胆酸衍生物分子通过羧基或羟基吸附于TiO2表面, 由于具有疏水面和亲水面而具有手性、两亲性。胆酸衍生物共吸附剂包括有胆酸、脱氧胆酸(DCA)、鹅脱氧胆酸(CDCA)、牛磺脱氧胆酸和牛磺鹅脱氧胆酸等, 其主要作用表现为抑制TiO2表面染料的聚集, 在以有机染料为敏化剂的DSC中有广泛的应用, 其中以DCA和CDCA的应用最为广泛, 改善效果也最为明显。
胆酸衍生物共吸附剂的引入引起Jsc的增加可能有以下两个原因, 首先, 激发态电子会通过聚集态分子间猝灭而失活, 减小光电子到TiO2导带的注入效率, DCA作为染料聚集抑制剂降低了这种聚集程度, 从而提高了光电子的注入效率；其次, 共吸附剂的引入提高了染料LUMO能级, 增大了染料激发态电子到TiO2导带的能量推动力, 这有利于提高电子的注入效率。Gratzel等的研究认为，共吸附剂本身具有的酸性也可能使TiO2导带能级正向移动, 提高电子注入推动力, 使电池的Jsc增加。因此，引入共吸附剂之后, 虽然染料的吸附量下降了, 而Jsc却提高了, 同时, Voc也得到增加, 其作用一般被归结为共吸附剂与染料在TiO2表面形成的绝缘层在一定程度上阻碍了TiO2半导体中光电子和电解质的复合。 |
