文档介绍：CHANGSHA UNIWERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY
新能源材料
关于染料敏化太阳能电池的综述（论文）
学生姓名： 刘海莹
学 号： 1
班 级: 风动1201班
专 业： 风能与动力工程
指导教师： 陈建林
2014年12月
关于染料敏化太阳能电池的综述（论文）
姓名：刘海莹
学号：1
（能源与动力工程风动1201）
[摘要]：本文主要简述了染料敏化太阳能电池的概述，其基本结构，主要由透明导电基板、多孔纳米晶体TiO2薄膜、染料光敏化剂、电解质溶液和透明辅助电极所构成，以及发电原理，电池的特性，及发展趋势。
[关键词]：染料敏化，电池，TiO2
利用太阳能源的重要性：
随着人类社会的发展进步，地表内蕴藏的各种能源，如石油、天然气、***灯，在人类过度的使用与开采下，已逐步消耗殆尽。近年来，由于人们环保意识的逐步加强，世界上一些主要国家也在积极研发以清洁的可再生能源来取代矿物燃料发电，以减少传统发电方式所产生的污染问题。替代性能源主要包括太阳能、风能、地热及生物能等。其中，太阳能可以说是取之不尽、用之不竭。太阳是整个太阳系中最大的天体，它所释放的能量是维持地球生命的最主要的能量来源。太阳能电池是一种能源转化的光电组件，它在经由太阳光照射后，可以把光的能量转化成电能。
而Si，GaAs，InP，CdS之类的半导体都可以用来作为光导电极等，在使用适当的电解质时，甚至可以带到10%左右的转化效率。但是，在光线照射之下，这些材料的光导电极在电解质溶液内常发生腐蚀现象，从而导致不佳的电池稳定性。因此，发展更稳定的光电化学
太阳能电池，一直是全球努力的目标。
许多氧化物（如TiO2，ZnO，SnO2等），在电解质溶液内都具有非常好的稳定性，但是这些氧化物的能隙都很宽，所以紧能吸收紫外线，而无法吸收可见光。直到1991年，瑞士科学家Gratzel采用多孔纳米结构的TiO2电极材料，并在其上涂上适当的有机染料光敏化剂，从而达到可以吸收可见光的效果，%的太阳能电池，这样的太阳能电池被称为“染料敏化太阳能电池”。
染料敏化太阳能电池的结构
染料敏化太阳能电池的基本结构是由透明导电基板、多孔纳米晶体TiO2薄膜、染料光敏化剂、电解质溶液和透明辅助电极所构成。其工作原理是以染料分子作为吸收光的主要材料，它在吸收到太阳光的同时，电子被激发到高能阶层。但激发态是一个不稳定状态，所以电子必须以最快的速度传输到紧邻的TiO2导带内，同时染料分子失去的电子，也能在第一时间从电解质中得到回馈。在TiO2导带中的电子，最终经由电极传送到外部回路，从而产生光电流作用。
染料敏化太阳能电池的基本结构（如图一所示）
图一 染料敏化太阳能电池的基本结构
玻璃基板
一般染料敏化太阳能电池的基板都是使用玻璃，在玻璃上镀上一层透明导带（TCO）。氧化铟锡（ITO）是很常见的TCO材料，它在常温下的电阻很低，但电阻会随着温度的变化而明显的变化，所以，在染料敏化太阳能电池的应用上，反而是使用掺杂***的氧化锡（又称FTO