【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ?DSSC 電池結(jié)構(gòu)和組成 長(zhǎng)期以來(lái)，染料敏化太陽(yáng)能電池一直使用液態(tài)電解質(zhì) .關(guān)于溶劑和金屬離子的選擇對(duì)太陽(yáng)能電池的電流輸出有很大的影響．這是因?yàn)楸∧る姌O吸附陽(yáng)離子后，半導(dǎo)體的導(dǎo)帶能級(jí)會(huì)發(fā)生變化，這種變化導(dǎo)致了激發(fā)態(tài)染料分子向半導(dǎo)體中注入電子的能力發(fā)生改變．因此可以通過(guò)調(diào)節(jié)金屬離子和溶劑來(lái)改善染料分子的注入能力．液體電解質(zhì)種類(lèi)繁多 ，電極電勢(shì)容易控制．但同時(shí)它也存在不足之處．液體電解質(zhì)的存在容易導(dǎo)致吸附在薄膜上的染料解吸，影響電池的穩(wěn)定性；密封工藝復(fù)雜；電解質(zhì)本身不穩(wěn)定，易發(fā)生化學(xué)變化，從而導(dǎo)致太陽(yáng)能電池的失效 . ?電解液 ?DSSC 電池結(jié)構(gòu)和組成 載流子遷移速度慢，在強(qiáng)光下光電流不穩(wěn)定速率慢，在強(qiáng)光下光電流不穩(wěn)定；除了氧化還原循環(huán)反應(yīng)外，電解質(zhì)還存在不可逆反應(yīng)．這些都導(dǎo)致了電池的不穩(wěn)定和使用壽命的縮短．因此要使染料敏化太陽(yáng)能電池走向?qū)嵱没仨毥鉀Q電解質(zhì)的問(wèn)題． 為了克服液體電解質(zhì)的不足，人們開(kāi)始致力于固體電解質(zhì)的研究上．在染料敏化太陽(yáng)能電池中，電解液的作用是將電子傳輸給激發(fā)態(tài)染料，空穴傳輸?shù)綄?duì)電極，從而完成一個(gè)光路循環(huán)． ?電解液 ?DSSC 電池結(jié)構(gòu)和組成 包含 I/I3氧化還原離子的電解液用于調(diào)節(jié) TiO2電極和相反電極之間的電子 電池性能同以下因素有關(guān)： 碘化物中電性相反的離子（ Li+, Na+, K+) 溶劑 ?電解液 ?DSSC 電池結(jié)構(gòu)和組成 在相反電極處， I3 離子 再生為 I 離子 Pt 覆蓋的 TCO (approx. 200 nm) 或者 碳常用來(lái)作為相反電極 ?相反電極 ?DSSC 電池結(jié)構(gòu)和組成 ?DSSC 的性能 ?DSSC 的性能 ?電荷轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué) ?DSSC 的性能 ?高能量轉(zhuǎn)換效率 ?低成本 ?原料豐富 ?在顏色的調(diào)控、適應(yīng)消費(fèi)者方面具有很大的潛力 ? 無(wú)污染 ?可再生性好 ?DSSC 的特點(diǎn) 把二氧化鈦膠體涂敷在透明導(dǎo)電玻璃上。就象二氧化鈦膜一樣，透明導(dǎo)電玻璃上已經(jīng)事先鍍有一層透明導(dǎo)電膜（ SnO2） 1． 1． 1 溶膠的制備 1. 二氧化鈦薄膜的制備 1． 1． 2 基片的清洗與成膜 ?DSSC 的制備 1. 二氧化鈦薄膜的制備 1． 1． 1 溶膠的制備 瑞士洛桑高等工學(xué)院 Gratzel等人提出了一 套 TiO2 薄膜的制備方案，他們將鈦醇鹽逐滴加入水中，通過(guò)控制加入的相應(yīng)醇的量來(lái)調(diào)節(jié)溶膠濃度．鈦醇鹽在水中發(fā)生水解，生成沉淀，再將沉淀用去離子水清洗后，溶于硝酸．為了控制粒子的大小，還需控制水解的速度和溶膠的濃度．方法是將溶膠放人 80℃ 烘箱烘 8 h．接下來(lái)是熱壓處理這些溶膠，熱壓處理可以控制粒子的生長(zhǎng)與結(jié)晶． ?DSSC 的制備 1． 1． 1 溶膠的制備 制備溶膠的第二種方法是用二氧化鈦粉體來(lái)制備．瑞士洛桑高等工學(xué)院 Gritzel 和華僑大學(xué)的范樂(lè)慶等人都使用過(guò)此種方法．其過(guò)程是稱(chēng)取二氧化鈦粉 (P25)放入研缽中，一邊研磨，一邊逐漸加入硝酸或乙酸 (pH值為 3～ 4)，每加入 1 mL酸都必須使其研磨得較均勻． 1. 二氧化鈦薄膜的制備 ?DSSC 的制備 1． 1． 1 溶膠的制備 第三種方法是將鈦醇鹽溶于部分無(wú)水乙醇中，然后加入二乙醇胺和濃鹽酸，室溫下用磁力攪拌器攪拌 1 h，混合均勻后再加入水和無(wú)水乙醇體積比為 1： 10的乙醇水溶液，得到穩(wěn)定、均勻、透明的淺黃色溶膠．此法制備溶膠比較簡(jiǎn)單易行． 1. 二氧化鈦薄膜的制備 ?DSSC 的制備 1． 1． 2 基片的清洗與成膜 制備完溶膠后，下一步是成膜．在成膜之前，先要對(duì)導(dǎo)電玻璃進(jìn)行清洗．清洗的方法是將薄膜分別放入水和乙醇中進(jìn)行超聲清洗．在制備染料敏化太陽(yáng)能電池中最常用的成膜方法是浸漬提拉法和膠帶涂敷法．浸漬提拉法是將清潔的基片浸泡在溶膠中，然后以一定的速率將基片沿與液面垂直方向提拉，這樣在基片表面就附著一層溶膠的薄膜． 1. 二氧化鈦薄膜的制備 ?DSSC 的制備 1． 1． 3 薄膜的燒結(jié) 薄膜燒結(jié)的過(guò)程是鈦醇鹽發(fā)生縮聚反應(yīng)的過(guò)程，在此過(guò)程中脫掉薄膜中的水和有機(jī)物而生成二氧化鈦．燒結(jié)過(guò)程要控制升溫速率、保溫時(shí)間、燒結(jié)溫度．因?yàn)樗鼈儗?duì)薄膜的粒徑、孔徑和晶型影響非常大． 1. 二氧化鈦薄膜的制備 ?DSSC 的制備 在新鮮的或冰凍的黑莓 、 山莓和石榴籽上滴 3— 4滴水 ， 再進(jìn)行擠壓 、過(guò)濾 ， 即可得到我們所需要的初始染料溶液；也可以把 TiO2 膜直接放在已滴過(guò)水并擠壓過(guò)的漿果上 ， 或在室溫下把 TiO2膜浸泡在紅茶 (木槿屬植物 ) 溶液中 。 有些水果和葉子也可以用于著色 。 如果著色后的電極不立即用 ， 必須把它存放在丙酮和脫植基的葉綠素混合溶液中 。 ?DSSC 的制備 反電極是在導(dǎo)電玻璃鍍上白金、鎳或者碳．范樂(lè)慶等人 168。 比較了這幾種電極的性能．結(jié)果表明，白金電極效果最佳，鎳電極次之，碳電極活性較弱． 碳電極的制備采用的是物理涂敷．用5B鉛筆在導(dǎo)電玻璃的導(dǎo)電面進(jìn)行涂敷，盡量涂均勻．然后放人馬弗爐中進(jìn)行熱處理，經(jīng)過(guò)熱處理后的碳電極用酒精進(jìn)行沖洗后涼干即可獲得所需要的碳電極． ?DSSC 的制備 注入含碘和碘離子的溶液作為太陽(yáng)電池的電解質(zhì)，它主要用于還原和再生染料。 ?DSSC 的制備 把著色后的二氧化鈦膜面朝上放在桌上 ， 在膜上面滴一到兩滴含碘和碘離子的電解質(zhì) ， 然后把反電極的導(dǎo)電面朝下壓在二氧化鈦膜上 。 把兩片玻璃稍微錯(cuò)開(kāi) ， 以便利用暴露在外面的部分作為電極的測(cè)試用 。 利用兩個(gè)夾子把電池夾住 ， 這樣 ， 你的太陽(yáng)能電池就作成了 。 在室外太陽(yáng)光下 ， 可以獲得開(kāi)路電壓 ， 短路電流1mA/cm2的自己做的太陽(yáng)電池 。 ?DSSC 的制備 雖然染料敏化太陽(yáng)能電池與硅太陽(yáng)能電池相比具有獨(dú)特的優(yōu)越性，但是它距實(shí)用階段還有很大距離．如何進(jìn)一步提高電池的光電轉(zhuǎn)化效率、開(kāi)發(fā)高效的固態(tài)電解質(zhì)以及尋找更好的光敏感染料都是染料敏化納米晶太陽(yáng)能電池研究領(lǐng)域里有待解決的問(wèn)題． ?DSSC 未來(lái)發(fā)展 ? 工作原理 : 有機(jī)半導(dǎo)體產(chǎn)生的電子和空穴束縛在激子 (excitons)之中 ,電子和空穴在界面 (電極和導(dǎo)電聚合物的結(jié)合處 )上分離。 ? 美國(guó)加州伯克利分?？茖W(xué)家在2022年利用塑料納米技術(shù)研制出第一代塑料太陽(yáng)能電池，可以安裝在一系列便攜式設(shè)備及可穿戴式電子設(shè)備上。提供 0． 7V的電壓。 ? 特點(diǎn)：價(jià)格低、易成型，通過(guò)化學(xué)修飾調(diào)控性能。 ?OPV 簡(jiǎn)介 柔性質(zhì)輕器件 ?OPV 簡(jiǎn)介 ? . C、 H、 O、 N、 S、 P、 X ? . 有鏈和環(huán) ? . 如 C2H6O（分子式） 結(jié)構(gòu)式 CH3CH2OH 乙醇 CH3OCH3 甲醚 有機(jī)組成上的特點(diǎn) ?OPV 簡(jiǎn)介 ? 總之： （ 1） .有機(jī)物都含有碳，不易形成離子化 合物，易形成共價(jià)化合物，且可形成 CC共價(jià)鍵，具有同分異構(gòu)現(xiàn)象、立體異構(gòu)現(xiàn)象。有同分異構(gòu)體、立體異構(gòu)體。 （ 2）組成復(fù)雜 . 如 C63H90N14PCo 維生素