【正文】 更加優(yōu)良的光敏染料體系，進(jìn)一步提高長(zhǎng)波范圍的光吸收仍是人們的主要研究方向之一。 圖 4 N3 和黑染料的吸收光譜及光吸收效率 Absorption spectra of N3 dye and black dye represented by absorbance and lightharvesting efficiency 5 圖 5 新的光敏化劑 Ru(dcphen)2(NCS)2和 Ru(dcbiq)2(NCS)2的分子結(jié)構(gòu)式及其無(wú)水乙醇溶液中的吸收性能 Molecular structure of new al plex photosensitizes, Ru(dcphen)2(NCS)2 and Ru(dcbiq)2(NCS)2, and their absorption properties in ethanolic solution 開(kāi)發(fā)對(duì)近紅外，紅外波段吸收的 染料，也是染料研究的一個(gè)重點(diǎn)。 Ru(dcphen)2(NCS)2的最大吸收峰在 520nm，與 N3相近，據(jù)報(bào)道利用這種染料敏化的 DSSC效率達(dá) %~%。 N3染料的主要缺陷在于長(zhǎng)波長(zhǎng)無(wú)吸收。近年來(lái)，以 Z907為 代表的兩親型染料和以 K19為代表的具有高吸光系數(shù)的染料敏化劑是當(dāng)前多吡啶釕類(lèi)染料研究的熱點(diǎn)。自 Gr228。構(gòu)成 TiO2薄膜的顆粒大小在 1030nm之間，顆粒間的多孔結(jié)構(gòu)極大地增加了薄膜的比表面積?？紤]到納米多孔 TiO2具有高的粗糙因子，而且染料以單層吸附到 TiO2顆粒的表面，所以，被吸附的染料數(shù)量大量增加（ 107molcm2），從而導(dǎo)致染料在吸收峰的波長(zhǎng)接近 100 %的吸收光，增加了光的利用效率。孔隙率的多少直接影響了薄膜的性能，一般來(lái)說(shuō)，孔隙率控制在 6070%間是比較合適的。 圖 6 典型的 TiO2薄膜的掃描電鏡圖片 Scanning electron microscope photograph of a typical nanocrystalline TiO2 film 利用散射光對(duì)提高光的收集效率，對(duì)于進(jìn)一步提高染料敏化電池的光電轉(zhuǎn)換效率具有積極的作用。光在 TiO2薄膜內(nèi)的散射作用，可以增加入射光的入射長(zhǎng)度，提高染料對(duì)光的吸收。模擬計(jì)算表明，一般 20nm的 TiO2顆粒和作為散射中心的 250300nm大顆?；旌?，可以起到增加7 太陽(yáng)光的吸收的作用。這種工藝可以使得 TiO2薄膜在低能區(qū)（如 650900nm）光譜相應(yīng)提高明顯。為解決這一問(wèn)題 [7]，可以通過(guò)在光陽(yáng)極上增加一層約幾百納米的大顆粒氧 化物薄膜作為光散射結(jié)構(gòu)或在薄膜中摻入少量的大顆粒 TiO2來(lái)增加光的傳播路徑，增加電池在長(zhǎng)波范圍（ 600800nm之間）的光吸收。Nazeeruddin等 [8]證實(shí)可以通過(guò)在以銳態(tài)礦為主的光陽(yáng)極上用 ZrO2充當(dāng)粘接劑，粘接一層多孔絕緣的金紅石型的 TiO2。 Ferber等 [9]研究了在多孔膜中摻入少量的大顆粒 TiO2，從而增加可見(jiàn)光在薄膜內(nèi)的反射次數(shù) , 減少可見(jiàn)光被反射或透過(guò)薄膜，結(jié)果表明，一定量的摻雜會(huì)提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率，但大顆粒過(guò)量將影響染料的吸附量和薄膜的特性，電池效率會(huì)降低。 鉑鏡 Nazeeruddin等 [10]研究表明在導(dǎo)電玻璃上濺射一層 2μm 厚的鉑膜，則 對(duì)電極具有一定的光反射作用。 Fang 等 [12]研究了 10 nm至 415 nm 范圍內(nèi)的鉑膜對(duì)電池效率的影響，結(jié)果表明 10 nm 厚的鉑膜就可以獲得高的光電轉(zhuǎn)換效率，繼續(xù)增加鉑膜的厚度對(duì)電池的效率并沒(méi)有明顯的影響。常用的金屬反光膜有鋁膜、銀膜、金膜、銅膜、銠膜和鉻膜等，在可見(jiàn)光范圍，銀膜具有最好的反射特性。通過(guò)銀反光膜把從光陽(yáng)極透過(guò)的沒(méi)有被充分利用的光再次反射回光陽(yáng)極，已達(dá)到二次利用光的目的。 圖 8 銀反光膜的反射光譜 Reflectance spectra of the silver reflection film 9 圖 8是加在 DSSC電池對(duì)電極背面的美國(guó) 3M公司生產(chǎn)的銀反光膜的反射光譜 , 其在 400800nm之 間的平均鏡反射率是 %, 而包括漫反射的全反射率平均是%, 具有較好的反光特性?？梢钥闯觯臃垂饽ず蠖搪冯娏髅黠@提高，開(kāi)路電壓略有增加，填充因子基本沒(méi)有改變， 加反光膜后電池的效率相對(duì)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)電池的提高了 %。因?yàn)樵陔姵貎?nèi)部光陽(yáng)極的背面加背反射結(jié)構(gòu)會(huì)阻礙電解液的傳輸。同時(shí)，金屬與電解液反應(yīng)的雜質(zhì)也可能影響電池的性能。 染料敏 化太陽(yáng)電池由于弱光性能好，與非晶硅太陽(yáng)電池一樣是室內(nèi)的主要應(yīng)用產(chǎn)品，不只是應(yīng)用在窗戶(hù)上（需要一定的光透過(guò)率），還可以應(yīng)用在太陽(yáng)能鐘表、超市架上的顯示標(biāo)簽和計(jì)算器上等，而這些應(yīng)用對(duì)象并不需要電池透明，所以這種新的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，在提高電池效率的同時(shí)，仍有較多的應(yīng)用場(chǎng)合。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：螺旋絲狀光陽(yáng)極使其可以從各個(gè)角度吸收陽(yáng)光，對(duì)太陽(yáng)方位角和光陰影不敏感，具有被動(dòng)式跟蹤陽(yáng)光的優(yōu)點(diǎn)，并增大了吸收散射光的面積，通過(guò)螺旋狀光陽(yáng)極伸向空間增加對(duì)空間的有效吸光面積，而實(shí)際安裝時(shí)只占用圓柱體電池的底面積，從而提高單位底面積上太陽(yáng)電池的輸出功率，節(jié)省太陽(yáng)電池的占地面積。 由圖中可以看出電池短路電流對(duì)不同角度的擺放不敏感，但在 120186。角時(shí)短路電流值最低，這主要與螺旋狀光陽(yáng)極的結(jié)構(gòu)有關(guān)。和 300186。立體吸光電池與平面結(jié)構(gòu)的明顯區(qū)別是其在 180186。 新型結(jié)構(gòu)染料敏化太陽(yáng)電池在光的利用方面相比傳統(tǒng)三明治結(jié)構(gòu)染料敏化太陽(yáng)電池具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。 12 5 致謝 論文的完稿意味著我畢生難忘的大學(xué)生活即將結(jié)束，我將離開(kāi)我可愛(ài)的母校，尊敬的老師和親愛(ài)的同學(xué)。我還要感謝我的父母、同學(xué)和所有幫助過(guò)我以及給我精神動(dòng)力的人。 13 6 參考文獻(xiàn) ： [1]US Patent 5923457 Electrooptic device including a low sheet resistance, high transmission transparent electrode April 2022 Vol. 24, No. 04 Display Week Preview / Honors and Awards Issue [2]Molecular and electronic structures of black dye。 Sons, Ltd [6]Low cost Photovoltaic modules based on dye sensitized nanocrystalline titanium dioxide and carbon Energy Materials and Solar Cells,1996,44:99117. 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It will pass through Gansu province and Xinjiang Uygur autonomous region, and finally arrive in Almaty, formerly known as AlmaAta, the largest city in Kazakhstan, and Dungan in Zhambyl province. The trip will cover about 15,000 kilometers and take the caravan more than one year to plete. The caravan is expected to return to Jingyang in March 2022. Then they will e back, carrying specialty products from Kazakhstan A small art troupe founded six decades ago has grown into a household name in the Inner Mongolia autonomous region. In the 1950s, Ulan Muqir Art Troupe was created by nine young musicia