【正文】 水解法,電化學(xué)方法,模板組裝技術(shù)等,但容易實現(xiàn)對TiO2晶型和粒徑有效控制的制備方法主要是溶膠凝膠法。楊華等發(fā)現(xiàn)在TiO2中摻雜Fe3+,Mo5+,Ru5+等金屬離子,不僅能影響電子TiO2空穴的復(fù)合幾率,還能使TiO2的吸收波長范圍擴大到可見光區(qū)域,增加對太陽能的轉(zhuǎn)換和利用。其一 ，通過導(dǎo)電材料的復(fù)合 ，降低TiO2多孔薄膜的電導(dǎo)率，進而使太陽電池的性能提高。在近20年染料研究中,人們合成了近千種染料,其中只有少數(shù)具有良好的光電敏化性能。 圖5 四種釕的多聯(lián)吡啶絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)釕的多聯(lián)吡啶絡(luò)合物系列染料使得吸收全波段可見光成為可能,下一步的目標是要在全黑染料的基礎(chǔ)上,進一步提高染料在700nm~920nm波長范圍內(nèi)的光電量子效率,使得染料的光響應(yīng)譜線達到類似GaAs的水平。(5)透明染料；能源科學(xué)家們都有一個共同的理想,但是DSSC具備與窗玻璃實現(xiàn)一體化的潛力。本文將分別就使用這三類膠凝劑制備的準固態(tài)離子液體基電解質(zhì)的優(yōu)缺點進行論述。因此此類電解質(zhì)的研究關(guān)鍵為在不影響電池效率的前提下找出較好的分散劑， 使得凝膠更為穩(wěn)定，以獲得長壽，高效的 DSSC。這說明在離子液體中加入有機小分子膠凝劑形成準固態(tài)的電解質(zhì)，基本上不影響太陽電池的性能。但由于聚合物電解質(zhì)性能穩(wěn)定，且具有一定的彈性，可作為柔性 DSSC用電解質(zhì)。（６）大面積電池：要想使染料敏化納米晶太陽電池走向?qū)嵱没彤a(chǎn)業(yè)化必須對大面積電池進行研究。?m時，％。三年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號。 最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計中被我引用或參考的論著的作者。孟慶波。硅薄膜型太陽能電池的研究進展[A]。2006年06期[3] 曹怡，：化學(xué)工業(yè)出版社，2004：127－128[4] 張金龍，陳峰，：華東理工大學(xué)出版社，2004：8485[5] 何宇亮?；瘜W(xué)進展。你們治學(xué)嚴謹，學(xué)識淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營造了一種良好的精神氛圍。提高電池的短路電流和轉(zhuǎn)換效率。本論文正是順應(yīng)太陽能電池的最新發(fā)展趨勢，抓住DSSC電池存在的一些問題，通過改進優(yōu)化實驗條件，使電池性能得到提高。（２）界面特性：TiO2與染料之間，染料敏化劑和電解質(zhì)之間， TiO2與導(dǎo)電玻璃之間等都存在界面問題，因此需要對界面之間的電子注入和傳輸機理進行研究。Wang等用 PVDFHFP 作為膠凝劑,膠凝低粘度的離子液體MPII電解質(zhì),得到了以 Z907為染料的離子液體基準固態(tài)電解質(zhì)電池。Wtaru等用含有酰胺鍵和長脂肪鏈的分子作為膠凝劑,膠凝離子液體。 說明在離子液體中加入納米粉末膠凝劑形成準固態(tài)的電解質(zhì)，基本上不影響太陽電池的性能。Gratzel 等采用的LiI /Ｉ2 乙睛復(fù)合電解質(zhì)溶液，金屬釕吡啶配合物光敏化劑的太陽能電池，％。(2)復(fù)合染料；為了最大限度的吸收可見光，近紅外光波段的太陽光能,除了研究像釕的多聯(lián)吡啶絡(luò)合物那樣的全黑染料以外，還有一種途徑就是把兩種或多種在不同光譜段有敏化優(yōu)勢的染料嫁接在一起,形成一種綜合了各種嫁接染料優(yōu)勢在可見，近紅外全波段均有較強光響應(yīng)的復(fù)合染料。[Ru(bpy)2(CN)2]2Ru(bpy(COO)2)22,這種新穎染料1991年被Gratzel用于敏化10?m厚的納米TiO2電上,最大光電量子效率達到100%,在模擬光源下電池的光電轉(zhuǎn)化效率達到了7%。導(dǎo)電玻璃與電解質(zhì)之間存在著較強的電荷復(fù)合,為了降低這種電荷復(fù)合,目前采取的方法主要有兩種:一．通過在導(dǎo)電玻璃上涂抹一層粒徑細小的TiO2層,導(dǎo)電玻璃表面經(jīng)TiCl4水解形成一層細小TiO2能明顯提高光電壓和光電流,降低導(dǎo)電玻璃與I3的復(fù)合。
葛偉杰等發(fā)現(xiàn)多孔膜表面經(jīng)TiCl4 處理前后不僅開路電壓增大了25%以上,而且短路光電流也提高了30%以上。絲網(wǎng)印刷適用于大規(guī)模制備太陽能電池的工藝。銳鈦礦和板鈦礦分別在1000176。制約染料敏化太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率的一個因素就是光電壓過低。TiO2納米晶電極微結(jié)構(gòu)，如粒徑、氣孔率對太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率有非常大的影響。另外,這種結(jié)構(gòu)的電極,其表面粗糙度大,太陽光在粗糙表面內(nèi)多次反射,可被染料分子反復(fù)吸收,從而大大提高太陽光的利用率。染料敏化納米晶太陽電池的短路光電流密度對應(yīng)于光電流作用譜中IPCE在可見光部分的積分面積。
一般在地面應(yīng)用的情況下，如無特殊說明?，F(xiàn)在通過太陽模擬器，在室內(nèi)就能夠得到模擬太陽光進行試驗。同時,處于氧化態(tài)的染料分子,由電解質(zhì)(I/I3)溶液中的電子供體(I)提供電子而回到基態(tài),染料分子得以再生氧化態(tài)染料+還原態(tài)電解質(zhì) —— D + 氧化態(tài)電解質(zhì) (染料還原) (4) 電解質(zhì)溶液中的電子供體(I)在提供電子以后(I3),擴散到對電極,得到電子而還原氧化態(tài)電解質(zhì)+e (陰極) —— 還原態(tài)電解質(zhì) (電解質(zhì)還原) (5) 注入到TiO2導(dǎo)帶中的電子與氧化態(tài)的染料發(fā)生復(fù)合反應(yīng)氧化態(tài)染料+e (TiO2導(dǎo)帶) —— D (電子復(fù)合) (6) 注入到TiO2導(dǎo)帶中的電子與電解液中的I3發(fā)生復(fù)合反應(yīng)氧化態(tài)電解質(zhì)+e (TiO2導(dǎo)帶) —— 還原態(tài)電解質(zhì) (暗電流) 其中,反應(yīng)(5)的反應(yīng)速率越小,電子復(fù)合的機會越小,電子注入的效率就越高。第二章 DSSC 的結(jié)構(gòu)與工作原理太陽能發(fā)電是太陽能利用的重要領(lǐng)域之一,它具有高效、清潔、低成本的優(yōu)勢。盡管制作電池的材料不同,但其材料一般應(yīng)滿足以下幾個要求:(1)半導(dǎo)體材料的禁帶不能太寬。這樣被激發(fā)的自由電子和空穴分別向左右漂移, 將使 Ｐ 區(qū)帶正電，Ｎ 區(qū)帶負電，從而產(chǎn)生光生電動勢Vph,接上負載R就可產(chǎn)生光生電流Iph。因此，太陽能電池都是由半導(dǎo)體 Ｐ—Ｎ 結(jié)構(gòu)成的，最簡單的太陽能電池由一個大面積的 Ｐ—Ｎ 結(jié)構(gòu)成，例如 Ｐ 型半導(dǎo)體表面形成薄的 Ｎ 型層構(gòu)成一個 Ｐ—Ｎ 結(jié)（見圖 1）。太陽內(nèi)部每時每刻都在發(fā)生熱核聚變反應(yīng),進行質(zhì)能轉(zhuǎn)換,向宇宙輻射的總功率約為3*1023kW,投射到地球大氣層之前的功率密度約為1135kW/m2。 其二，制造感光顆粒，只需將半導(dǎo)體顆粒浸泡在含染料的溶液中，再用惰性氣體風(fēng)干即可；涂布在陽極表面上的平整度也沒有特別要求，制程簡單又便宜?；谶@樣的設(shè)計所制成的電池即所謂染料敏化太陽能電池(DSSC)。 晶型和粒徑可控的納米TiO2的制備………………………………………11 太陽能電池的工作原理………………………………………………………5通過改變制備TiO2的溶膠前驅(qū)液中表面活性劑(PEG)的量、pH值以及加水量來確定合適的前驅(qū)物組分含量，以達到提高TiO2顆粒的表面粗糙程度和顆粒間的孔隙率，減小TiO2顆粒粒徑，從而提高納米晶多孔TiO2薄膜電極比表面積、膜的孔洞率，進而達到增加染料吸附量的目的。染料敏化劑的性能是影響染料敏化太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率的重要因素,關(guān)于染料敏化劑的研究是當前研究的熱點之一。關(guān)鍵詞 SolGel法 染料敏化 銳鈦礦 納米級多孔TiO2目 錄 基本概念………………………………………………………………………9 電解質(zhì) ………………………………………………………………………16此外，矽晶太陽能電池在高溫時的發(fā)電效率，也會大打折扣，因此安裝在較高緯度（天氣較冷）地區(qū)的成效也比較好，至于染料敏化太陽能電池則是不受溫度影響，因此在日照充足、氣溫炎熱地區(qū)，競爭