黄铁矿型FeS2的应用前景

【摘 要】黄铁矿型FeS2以其相对较高的光吸收系数（λ6×105cm-1）、合适的窄禁带宽度（0.95eV）、环保、价廉等优异特性被研究人员广泛应用在热电池、太阳能电池以及锂电池中。本文简要综述黄铁矿可应用于纳米晶敏化太阳能电池的性能，重点介绍了黄铁矿应用于纳米晶敏化太阳能电池的结构、原理、发展前景及存在的问题。

【关键词】黄铁矿；FeS2；太阳能电池

0 引言

1 染料敏化太阳能电池的发展

2 黄铁矿型FeS2的简介

3 FeS2纳米晶敏化太阳能电池的原理

科研人员测试了TiO2/ FeS2复合薄膜的光吸收性能、I-V伏安特性曲线、光电化学转化效率等等。结果均表明以FeS2作TiO2纳米晶的光敏化剂可以明显提高太阳能电池的光电转化性能。以TiO2/ FeS2复合薄膜作为敏化太阳能电池的光阳极，电解质为I3-/I-，当光照射FeS2薄膜时， FeS2价带电子吸收光能被激发，进入FeS2导带，产生光生载流子，载流子注入到TiO2导带中。电解质将电子提供给FeS2，使FeS2还原，外电路中的电子从对电极进入电解质，补充电解质中缺失的电子，如此循环反复，完成电循环。TiO2/ FeS2复合薄膜纳米晶太阳能电池原理如下：

FeS2（基态）+hv→FeS2（激发态）→FeS2+（电子进入TiO2导带）

FeS2++3I-→FeS2+I3-（FeS2还原）

I3-+2e-→3I-（电解质还原）

黄伟等人发现，制备的TiO2/ FeS2复合薄膜，即FeS2纳米晶敏化太阳能电池，由于内阻太高，填充因子偏小，光伏曲线基本为直线。电池的开路电压与短路电流受电解液的pH值的影响较大，中性电解液（pH=7）的开路电压大于酸性电解液（pH=1）的开路电压，随着薄膜厚度的减小，pH值对开路电压的影响越来越明显[6]。

4 结论与展望

【参考文献】

[2]张晨宁，胡志强，刘丽红，苏岩，巩翠翠，李璞. 浸渍法制备色素增感太阳电池FeS_2/TiO_2复合薄膜[J].电源技术，2008，08：532-535.

[4]张秀娟.厚度和基底对FeS_2薄膜结构和性能的影响[D].浙江大学，2003.

[5]刘艳辉.FeS_2薄膜制备及光电性能[D].浙江大学，2006.

[6]黄伟.FeS_2薄膜的组织结构和光电性能[D].浙江大学，2002.

[7]罗玲莉.FeS2纳米晶聚合物复合太阳能电池的制备及稳定性研究[D].华东理工大学，2015.