【正文】 曹澤淳。薛勃飛。 我還要感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹(shù)之背，養(yǎng)育之恩，無(wú)以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂(lè)是我最大的心愿。致 謝當(dāng)我寫(xiě)完這篇畢業(yè)論文的時(shí)候，有一種如釋重負(fù)的感覺(jué)，在經(jīng)歷了找工作的焦灼、寫(xiě)論文的煎熬之后，感覺(jué)好像一切都?jí)m埃落定，想起了那句傷感的歌詞：“Time to say goodbye.”即將給自己的學(xué)生時(shí)代和校園生活劃上一個(gè)分號(hào)，之所以說(shuō)它是分號(hào)，是因?yàn)槲覍?duì)無(wú)憂無(wú)慮的學(xué)生生活還有無(wú)比的懷念，對(duì)單純美好的校園生活還有無(wú)比的向往。再在磁控層上流延成型涂覆不同膜厚的納米晶TiO2。（４）染料：設(shè)計(jì)合成成本低，性能良好，能吸收大部分可見(jiàn)光敏化染料，從而提高染料敏化納米晶太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率。此類膠凝劑存在以下缺點(diǎn)：（1）由于高分子溶于電解質(zhì)后，粘度較高， 電解質(zhì)的灌注困難，造成電池制作難度增加。光強(qiáng)為100mW .cm2, ,填充因子 ,%。此類離子液體基準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)電池具有制備過(guò)程較為簡(jiǎn)單,組分易于設(shè)計(jì),電池的制備較為容易,且凝膠化后對(duì)電池性能基本沒(méi)有影響等優(yōu)點(diǎn). 但關(guān)于此類電解質(zhì)長(zhǎng)期穩(wěn)定性的問(wèn)題卻一直未見(jiàn)報(bào)道。固體電解質(zhì)可以避免這些缺點(diǎn)，但由于固體電解質(zhì)電導(dǎo)率比較低以及固體電解質(zhì)與電極界面接觸差等原因?qū)е庐?dāng)前固態(tài)納晶染料敏化太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率比較低。(3)半導(dǎo)體量子點(diǎn)染料；此類染料是由PbS或者InAs這類II,VI,III,V族窄禁帶的納米半導(dǎo)體顆粒組成。這是目前應(yīng)用最廣泛的一種染料,它自1993年被發(fā)明以來(lái)的8年時(shí)間里以其優(yōu)越的光電性能令其他光敏染料無(wú)法與之媲美。第四章 染料敏化劑和電解質(zhì)染料光敏化劑的性質(zhì)是將直接影響染料敏化納米晶太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。楊術(shù)明，黃春輝等人發(fā)現(xiàn)對(duì)二氧化鈦納米薄膜表面進(jìn)行稀土離子,Sr2+離子修飾能有效地抑制電極表面的電荷復(fù)合,其中采用Yb3+離子修飾 %,在二氧化鈦納米粒子表面包覆一層氧化鋅后與沒(méi)有包覆的二氧化鈦電極相比,短路光電流提高了17%,%,%.,涂層過(guò)厚或涂層不足都會(huì)降低電子的入射率。為了使印刷的效果更好,要求TiO2漿料具有很好的透過(guò)性能,而且流動(dòng)性大,通過(guò)充分的脫水后,加入適量的高聚物,充分?jǐn)嚢?，研?可得到粘度適中的納米TiO2漿料。C不可逆轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)化成金紅石。因?yàn)榧{米晶半導(dǎo)體中缺少空間電荷層,同時(shí)存在大量的表面態(tài),導(dǎo)帶中的電子很容易被表面態(tài)陷阱俘獲,大大增加了與氧化態(tài)電解質(zhì)復(fù)合的幾率。一般來(lái)說(shuō),表面積越大,吸附的染料分子越多,因而光生電流也就越強(qiáng)。雖說(shuō)平板TiO2半導(dǎo)體電極在吸附單分子層染料后具有最佳的電子轉(zhuǎn)移效率，但是由于平板電極的表面積很小,電極表面吸附的單分子層染料對(duì)光的吸收較差,最大只有百分之幾, %以下；雖然在平板電極上進(jìn)行多層吸附可以增大光的吸收效率,但在外層染料的電子轉(zhuǎn)移過(guò)程中,內(nèi)層染料起到了阻礙作用,降低了光電轉(zhuǎn)化量子效率。 電池具有最大輸出功率時(shí)的電流密度Jopt和光電壓 Vopt的乘積與短路光電流密度和開(kāi)路電壓乘積的比值。在染料敏化納米晶薄膜太陽(yáng)電池中，IPCE與入射光波長(zhǎng)之間的關(guān)系曲線稱為光電流作用譜。 由于太陽(yáng)入射角不同，穿過(guò)大氣層的厚度隨之變化，通常用大氣質(zhì)量（air mass，AM）來(lái)表示。 圖3 DSSC光電轉(zhuǎn)換機(jī)理對(duì)一個(gè)具體地理位置而言，太陽(yáng)對(duì)地球表面的輻射取決于地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)、大氣層的吸收與反射以及氣象條件（陰、晴、雨）等。 DSSC的結(jié)構(gòu)染料敏化太陽(yáng)能電池是由透明導(dǎo)電玻璃,TiO2多孔納米膜,電解質(zhì)溶液以及鍍鉑鏡對(duì)電極構(gòu)成的”三明治”式結(jié)構(gòu)(圖2)其光電轉(zhuǎn)換在幾個(gè)界面完成: (1)染料和TiO2納晶多孔膜組成的界面。(3)對(duì)環(huán)境不造成污染。前者如硅太陽(yáng)能電池,后者如半導(dǎo)體電解質(zhì)太陽(yáng)能電池。由半導(dǎo)體能帶理論可知,只有能量高于半導(dǎo)體帶隙寬度(Eg)的光的照射,才能激發(fā)半導(dǎo)體中雜質(zhì)捕獲的電子通過(guò)帶間躍遷從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶,生成自由電子和空穴對(duì),電子和空穴向左右極化而產(chǎn)生電勢(shì)差。如果太陽(yáng)輻射維持不變,則太陽(yáng)半衰期壽命還有7*1012年以上,可以說(shuō)太陽(yáng)能是取之不盡用之不竭的天賜能源。 其四，DSSC 感光的效率極高。這是因?yàn)樗x用的原料成本低加上制程容易與簡(jiǎn)單的制程設(shè)備，可有效的降低太陽(yáng)電池發(fā)電成本至所預(yù)測(cè)的U$。 電極的表面修飾 ……………………………………………………………13 第二章 DSSC的結(jié)構(gòu)和基本原理 其次，用SolGel法制備了銳鈦礦晶型的納米晶多孔TiO2半導(dǎo)體電極。棗莊職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 棗莊職業(yè)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）研究染料敏化納米晶太陽(yáng)電池系 部 應(yīng)用化工系 專 業(yè) 應(yīng)用化工技術(shù)班 級(jí) 08級(jí)高職三班20 11 年 5 月摘要進(jìn)入21世紀(jì)的我們對(duì)電源的需求越來(lái)越高。通過(guò)掃描電鏡分析，進(jìn)一步探討了制備理想電極的條件。 DSSC的結(jié)構(gòu)……………………………………………………………………7 第四章 染料敏化劑和電解質(zhì)1991年第一個(gè)高效率染料敏化太陽(yáng)電池由Prof. M. Gra..tzel於Nature上發(fā)表8 %的能源轉(zhuǎn)換率后， % ，第三代分子級(jí)仿生太陽(yáng)電池于是成為再生能源的主要研發(fā)方向之一。 因此DSSC在轉(zhuǎn)換光能與電能的時(shí)候，具有成本低、效率高、制作簡(jiǎn)易以及可塑性高等優(yōu)勢(shì)，是很有希望將損耗降至甚低的元件。我國(guó)陸地2/3以上地區(qū)的年日照時(shí)數(shù)大于2000h,太陽(yáng)能相當(dāng)豐富。因此,~,由太陽(yáng)光譜可知,。制作太陽(yáng)能電池主要是以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)。(4)便于工業(yè)化生產(chǎn)且性能穩(wěn)定。 (2)染料分子和電解質(zhì)構(gòu)成的界面。距離太陽(yáng)一個(gè)天文單位處，垂直輻射到單位面積上的輻照通量（未進(jìn)入大氣層前）為一常數(shù)，稱之為太陽(yáng)常數(shù)。并規(guī)定，太陽(yáng)光在大氣層外垂直輻照時(shí)，大氣質(zhì)量為AM0，太陽(yáng)入射光與地面的夾角為90176。 光電流作用譜反映了染料敏化納米晶半導(dǎo)體電極在各波長(zhǎng)處的光電轉(zhuǎn)化情況，它反映了電極在不同波長(zhǎng)處的光電轉(zhuǎn)化能力。即FF=Jopt*Vopt/Jsc*Voc 電池的最大輸出功率Popt與輸入光功率Pin的比值稱為光電轉(zhuǎn)換效率。直到1985 年Gra tzel 等首次將高表面積納米晶TiO2 電極引入到染料敏化電極的研究,才推動(dòng)了該領(lǐng)域研究的發(fā)展。另一方面, TiO2 粒徑越小,它的比表面積越大,此時(shí)電極的孔徑將隨之變小。因此,如何降低電荷復(fù)合就成為改善光電轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵。金紅石的帶隙為3eV，吸收范圍都在紫外區(qū)，因此需要進(jìn)行敏化處理，才能吸收可見(jiàn)光。 電極的表面修飾,然而會(huì)適當(dāng)降低短路電流,摻雜W則相反,Al和W的摻雜不僅能夠改變TiO2顆粒的團(tuán)聚狀態(tài)和染料的結(jié)合程度,而且能夠改善電子的傳輸動(dòng)力。我們實(shí)驗(yàn)室也在研究用磁控沉積ZnO或AZO膜來(lái)改善其性能，對(duì)TiO2的表面進(jìn)行ZnO或AZO膜的修飾有兩種原理。對(duì)敏化染料分子的一般要求是：（１）能緊密吸附在TiO2 表面，要求染料分子中含有羧基、羥基等極性基團(tuán)；（２）對(duì)可見(jiàn)光具有吸收性能好；（３）激發(fā)態(tài)能級(jí)與TiO2導(dǎo)帶能級(jí)匹配，激發(fā)態(tài)的能級(jí)高于TiO2導(dǎo)帶能級(jí)，保證電子的快速注入；（４）其氧化態(tài)和激發(fā)態(tài)要有較高的穩(wěn)定性和活性；（５）激發(fā)態(tài)壽命足夠長(zhǎng)，且具有很高的電荷傳輸效率。直到2001年出現(xiàn)了一種黑色染料:Ru(tctpy)(NCS)3,它把原來(lái)cis－Ru(dcbpy)2X2的光響應(yīng)譜極限向紅光方向推進(jìn)了1