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[0222] 如果染料的组合可以协同提高吸光度和DSC运行的波长范围二者，将会是有利 的。
[0223] (附加）
[0224] 为了更充分地理解本发明的本质和优点，应当参照随后的详细描述连同附图。
[0225] 如此描述了本发明，将会显而易见的是，相同的方式可以变化为许多方式。这种变 化不应被认为背离本发明的精神和范围，并且所有这种对于本领域技术人员来说将是显而 易见的修改预期包括在以下权利要求的范围内。
【主权项】
1. 一种能量供体增强的染料敏化太阳能电池（DSC)，所述DSC包括： 透明基板； 在所述透明基板上的透明导电氧化物（TCO)膜； 用染料（Dl)敏化的在所述TCO膜上的n型半导体层； 氧化还原电解质，其与敏化的n型半导体层接触，并且包含溶解于所述氧化还原电解 质中的能量供体材料（EDl); 在所述氧化还原电解质上的对电极；并且， 其中所述染料（Dl)能够在所述n型半导体的表面进行电荷转移，并且具有在第一波长 (Al)下的第一吸光度局部最大值和在比所述第一波长长的第二波长（A2)下的第二吸光度 局部最大值；并且， 其中所述能量供体材料（EDl)能够进行向所述染料（Dl)的非辐射能量转移，具有在介 于所述第一波长（Al)和所述第二波长（A2)之间的第三波长（A3)下的第三吸光度局部最 大值，以及在所述第三波长（A3)和所述第二波长（A2)之间的第一光发射局部最大值。2. 根据权利要求1所述的DSC，其中所述染料（Dl)包含卟啉材料。3. 根据权利要求2所述的DSC，其中所述卟啉材料是通过与过渡金属配位得到的金属 卟啉。4. 根据权利要求3所述的DSC，其中所述金属卟啉是锌卟啉（ZnP)。5. 根据权利要求1所述的DSC，其中所述能量供体材料（EDl)包括选自由下列各项组 成的组的材料：茈-单酰亚胺材料和化学改性的茈-单酰亚胺材料。6. 根据权利要求5所述的DSC，其中所述茈-单酰亚胺材料是1，6,9-三-(4-叔丁基 苯氧基）-N-(2,6-二异丙基苯基）茈-3,4-二甲酰亚胺（TTBPP)。7. 根据权利要求1所述的DSC，其中所述染料（Dl)对所述n型半导体层功能化。8. 根据权利要求1所述的DSC，其中所述氧化还原电解质处于选自由下列各项组成的 组的形式：液体、固体、半固体、离子液体，以及上述形式的组合。9. 根据权利要求1所述的DSC，其中所述n型半导体层选自由下列各项组成的组：钛 的金属氧化物（TiO2)、铝的金属氧化物（Al 2O3)、锡的金属氧化物（SnO2)、镁的金属氧化物 (MgO)、钨的金属氧化物（WO 3)、铌的金属氧化物（Nb2O5)，以及包含多于一种金属的混合金属 氧化物。10. 根据权利要求1所述的DSC，其中所述n型半导体层具有选自由下列各项组成的组 的形式：纳米粒子、纳米管、纳米棒、纳米线，以及上述形态的组合。11. 根据权利要求1所述的DSC，所述DSC还包括： 在所述TCO膜和共敏化n型半导体层之间插入的阻挡层。12. 根据权利要求1所述的DSC，其中所述DSC具有在所述第一波长（Al)下的第一入 射光到电流转换效率（IPCE)、在所述第二波长（A2)下的第二IPCE、和在所述第三波长（A3) 下的第三IPCE ;并且， 其中含有所述能量供体材料（EDl)的所述DSC具有在所述第三波长（A3)下的大于所 述第三IPCE的第四IPCE。13. -种制造能量供体增强的染料敏化太阳能电池（DSC)的方法，所述方法包括： 提供透明基板； 形成在所述透明基板上的透明导电氧化物（TCO)膜； 形成在所述TCO上的n型半导体层； 将所述n型半导体层暴露于溶解的染料（Dl)，所述染料（Dl)具有在第一波长（Al)下 的第一吸光度局部最大值和在比所述第一波长长的第二波长（A2)下的第二吸光度局部最 大值； 用所述染料（Dl)将所述n型半导体层功能化，形成敏化n型半导体层； 加入与所述敏化n型半导体层接触的包含溶解的能量供体材料（EDl)的氧化还原电解 质，其中所述能量供体材料（EDl)能够进行向所述染料（Dl)的非辐射能量转移，具有在介 于所述第一波长（Al)和所述第二波长（A2)之间的第三波长（A3)下的第三吸光度局部最 大值，以及在所述第三波长（A3)和所述第二波长（A2)之间的第一光发射局部最大值；以 及， 形成在所述氧化还原电解质上的对电极。14. 一种使用能量供体增强的染料敏化太阳能电池（DSC)产生光电流的方法，所述方 法包括： 提供DSC，所述DSC具有在透明基板上的透明导电氧化物（TCO)膜、用染料（Dl)敏化的 在所述TCO上的n型半导体层、与敏化n型半导体层接触的包含溶解的能量供体材料（EDl) 的氧化还原电解质，以及在所述氧化还原电解质上的对电极； 照射所述DSC ; 直接响应吸收入射光子的所述染料（Dl)，并且间接响应从所述能量供体材料（EDl)向 染料（Dl)的能量转移，将电子从所述染料（Dl)注入至所述n型半导体中；以及， 响应从所述染料（Dl)注入至所述n型半导体中的电子，产生光电流。
【专利摘要】提供一种能量供体增强的染料敏化太阳能电池(DSC)。在透明基板上形成透明导电氧化物(TCO)膜，并且在TCO上形成n型半导体层。n型半导体层暴露于具有在第一波长(A1)和比所述第一波长长的第二波长(A2)下的吸光度局部最大值的溶解的染料(D1)。用染料(D1)将n型半导体层官能化，形成敏化n型半导体层。加入与敏化n型半导体层接触的包含溶解的能量供体材料(ED1)的氧化还原电解质。能量供体材料(ED1)能够进行向染料(D1)的非辐射能量转移，其能够进行向n型半导体的电荷转移。在一个方面中，染料(D1)是金属卟啉，如锌卟啉(ZnP)，并且能量供体材料(ED1)包括苝-单酰亚胺材料或化学改性的苝-单酰亚胺材料。
【IPC分类】H01G9/20
【公开号】CN104969319
【申请号】CN201480007026
【发明人】肖恩·韦尔, 戴维·埃文斯, 西村·卡伦, 潘威, 李宗霑
【申请人】夏普株式会社
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2014年1月30日
【公告号】EP2951847A1, US20140216553, WO2014119320A1