光伏实训报告

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1、前言太阳能是新能源开发利用最活跃的领域。目前市场上的太阳能电池主要是单 晶硅和多晶硅两种。但这两种太阳能电池最大的问题在于工艺条件苛刻，制造成 本过高，不利于广泛应用。而上世纪90年代出现的纳米TiO2有机半导体复合太 阳能电池和有机/聚合物太阳能电池，工艺条件简单，成本较低，有可能成为 21 世纪太阳能电池的新贵。染料敏化太阳能电池价格相对低廉，制作工艺简单，拥有潜在的高光电转换 效率，染料敏化太阳能电池极有可能取代传统硅系太阳能电池，成为未来太阳能 电池的主导。目录、几 SY前 言 1第一章概述 11.1 染料敏化太阳能电池概述 11.1.1 染料敏化太阳能电池概念 11.1.2 染料敏化

2、太阳能电池的发展状况 11.1.3 染料敏化太阳能电池的前景和困难 2第二章染料敏化太阳能电池的工作机理 42.1 染料敏化太阳电池的结构与原理 42.1.1 染料敏化太阳能电池结构 42.1.2 染料敏化太阳电池的原理 52.2 染料敏化太阳能电池各组成部分的进展 52.2.1 光阳极材料 52.2.2 光阴极材料 62.2.3 电解质 62.2.4 敏化剂 72.3染料敏化太阳能电池有潜力的几类 72.3.1染料敏化纳米晶太阳能电池 72.3.2纤维状无TCO染料敏化太阳能电池8第三章染料敏化太阳能电池的制作过程93.1染料敏化太阳能电池的制作步骤93.1.1二氧化钛膜的制备93.1.2

3、注入电解质113.1.3 组装电池113.1.4 测试123.1.5 利用有机物来提高转换效率12第五章总 结14参考文献15第一章 概述1.1 染料敏化太阳能电池概述1.1.1 染料敏化太阳能电池概念染料敏化太阳电池(dyesensitized solar cell, DSSC)主要是模仿光合作用原 理，研制出来的一种新型太阳电池，其主要优势是：原材料丰富、成本低、工艺 技术相对简单，在大面积工业化生产中具有较大的优势，同时所有原材料和生产 工艺都是无毒、无污染的，部分材料可以得到充分的回收，对保护人类环境具有 重要的意义。但光电转换效率较低等问题阻碍了其广泛应用。光阳极的性质直接 影响 D

4、SSC 光电转换的能力和效率，研究制备高效的光阳极是该领域迫切需要研 究的重点问题。染料敏化纳米晶太阳能电池 DSSCs(Namo-Crystallion Dye-Sensitized Solar Cells),主要由制备在导电玻璃或透明导电聚酯片上的纳米晶半导体薄膜、敏化 剂分子、电解质和对电极组成，其中制备在导电玻璃或透明导电聚酯片上的纳米 晶半导体薄膜构成光阳极。完全不同于传统硅系结太阳能电池的装置，染料敏化太阳能电池的光吸收和 电荷分离传输分别是由不同的物质完成的，光吸收是靠吸附在纳米半导体表面的 染料来完成，半导体仅起电荷分离和传输载体的作用，它的载流子不是由半导体 产生而是由染料产

5、生的。1.1.2 染料敏化太阳能电池的发展状况进入 20 世纪以来, 伴随着人类工业文明的迅速发展, 煤、石油、天然气等矿 物资源日益枯竭, 由此引发的能源危机和环境污染已成为亟待解决的严重问题 . 因此人们迫切需要寻找其他新的可替代能源. 太阳能具有取之不尽、用之不竭、 安全可靠、无污染、不受地理环境制约等诸多优点, 愈来愈受到广泛重视.自 20 世纪 60 年代起，科学家发现染料吸附在半导体上，在一定条件下能产 生电流，这种现象成为光电化学电池的重要基础。20 世纪 70 年代到 90 年代，科 学家们大量研究了各种染料敏化剂与半导体纳米晶光敏化作用，研究主要集中在 平板电极上，这类电极只

6、有表面吸附单层染料，光电转换效率小于 1%。直到1991年，瑞士洛桑高等工业学院Gr.tzel研究小组将高比表面积的纳米 晶多孔 TiO2 膜作半导体电极引入到染料敏化电极的研究当中，这种高比表面积 的纳米晶多孔 TiO2 组成了海绵式的多孔网状结构，使得它的总表面积远远大于 其几何面积，可以增大约10002000倍，能有效地吸收阳光，使得染料敏化光 电池的光电能量转换率有了很大提高，其光电能量转换率可达 7.1%，入射光子电 流转换效率大于 80。1993年，Gr.tzel等人再次报道了光电能量转换率达10%的染料敏化纳米太阳 能电池，1997年，其光电能量转换率达到了 10%11%。199

7、8年，Gr.tzel等人采 用固体有机空穴传输材料替代液体电解质的全固态染料敏化纳米晶太阳能电池 研制成功，转换效率只有0.74%，但在单色光下其电转换效率达到33%，从而引 起了全世界的关注。2004 年，韩国 JongHakKim 等使用复合聚合电解质全固态染料敏化纳米晶太 阳能电池，其光电转换效率可达 4.5%。 2004 年，日本足立教授领导的研究组用 TiO2纳米管做染料敏化纳米晶太阳能电池电极材料其光电转换效率可达5%,随 后用TiO2纳米网络做电极其光电转换效率达到9.33%。2004 年，日立制作所试制成功了色素(染料)增感型太阳能电池的大尺寸面 板，在实验室内进行的光电转换效

8、率试验中得出的数据为 9.3%。 2004 年，染料 敏化纳米晶太阳能电池开发商PeccellTechnologies公司(Peccell)宣布其已开发出 电压高达4V(与锂离子电池电压相当)的染料敏化纳米晶太阳能电池，可作为下一 代太阳能电池，有可能逐渐取代基于硅元素的太阳能电池产品。在产业化方面，染料敏化纳米晶太阳能电池研究取得了较大的进展。据报导， 澳大利亚STA公司建立了世界上第一个面积为200 m2染料敏化纳米晶太阳电池显 示屋顶。欧盟 ECN 研究所在面积大于 1cm2 电池效率方面保持最高纪录： 8.18%(2.5c m) 5.8%(100c m)o在美国马萨诸塞州Konarka

9、公司，对以透明导电 高分子等柔性薄膜等为衬底和电极的染料敏化纳米晶太阳电池进行实用化和产 业化研究，期望这种 2009 年太阳能电池主要应用于电子设备，如笔记本电脑。 目前纳米晶体太阳能电池技术在海外已开始商品化，初期效率约 5%。染料敏化太阳电池的发展历史显示，这种电池制作工艺简单，成本低廉(预 计只有晶体硅太阳电池成本的1/101 /5)，引起了各国科研工作者的极大关注， 使人们看到了染料敏化太阳电池的广大应用前景。1.1.3染料敏化太阳能电池的前景和困难与传统的硅系太阳电池相比，染料敏化纳米晶太阳电池有良好的优势：第一，制备工艺简单，成本低。与硅系太阳电池相比，染料敏化电池没有复 杂的制

10、备工序，也不需要昂贵的原材料，产业链不长，容易实现成本低的商业化 应用。据估计 DSSC 太阳电池的制造成本只有硅系太阳电池的 1/101/5。第二，对环境危害小。在硅电池制造中，所用的原料四氟化碳是有毒的且需 要高温和高真空，同时这一过程中需要耗费很多的能源；而DSSC电池所用的二 氧化钛是无毒的，对环境没有危害不存在回收问题。第三，效率转换方面基本上不受温度影响，而传统晶体硅太阳电池的性能随 温度升高而下降。第四，光的利用效率高，对光线的入射角度不敏感，可充分利用折射光和反 射光。DSSC 太阳电池虽然有光明的前景，但对它的研究仍在起步阶段，还有较多 难以克服的缺陷使其不能被广泛应用。DS

11、SC目前研究较有成果的是液态电解质 电池，但这种电池存在一系列问题，如容易导致染料的脱附，容易挥发给密封性 带来问题，含碘的液态电解质具有腐蚀性，且本身存在不逆反应导致电池寿命缩 短。解决这个问题的办法就是研制固态染料敏化电池，但目前这种固态电池的仍 处于研究阶段，光电转换效率很低。樂料(Dye)电解质(electrolyte)第二章 染料敏化太阳能电池的工作机理2.1 染料敏化太阳电池的结构与原理染料敏化太阳电池与传统硅太阳电池原理不同，TiO2属于宽带隙半导体（带 隙宽度为3.2eV），具有较高的热稳定性和光化学稳定性，不能被可见光激发。但 将合适的染料吸附到这种半导体的表面上，借助于染料

12、对可见光的强吸收，可以 将宽带隙半导体拓宽到可见区，这种现象称为半导体的敏化作用，载有染料的半 导体称为染料敏化半导体电极。TiO2不能被可见光激发，因而要在TiO2表面吸附一层对可见光吸收特性良 好的敏化剂。在可见光作用下，敏化剂分子通过吸收光能跃迁到激发态，由于激 发态的不稳定性，敏化剂分子与TiO2表面发生相互作用，电子很快跃迁到较低 能级TiO2的导带，进入TiO2导带的电子将最终进入导电膜，然后通过外回路， 产生光电流。同时，处于氧化态的染料分子被电解质中的碘离子厂还原回到基态， 而厂被氧化为13，【3一很快被从阴极进入的电子还原成厂构成了一个循环。2.1.1 染料敏化太阳能电池结构

13、染料敏化纳米晶（DSSC）太阳电池的结构示意如（图2-1）所示。在透明导电玻 璃（FTO）上镀一层多孔纳米晶氧化物薄膜（TiO2），热处理后吸附上起电荷分 离作用的单层染料构成光阳极。对电极（阴极）由镀有催化剂（如铂Pt）的导电玻 璃，中间充有具有氧化还原作用的电解液，经过密封剂封装后，从电极引出导线 即制成染料敏化纳米晶太阳电池。-1DSSC阳电池结构导电林卩咏）从结构上来看DSSCS就像人工制作的树叶，只是植物糊叶绿素被敏化剂所 电(electron)代替，而纳米多孔半导体膜结构则取代了树叶中的磷酸类酯膜。染料敏化纳米晶太阳能电池，主要由制备在导电玻璃或透明导电聚酯片上的 纳米晶半导体薄膜

14、、敏化剂分子、电解质和对电极组成，其中制备在导电玻璃或 透明导电聚酯片上的纳米晶半导体薄膜构成光阳极。完全不同于传统硅系结太阳 能电池的装置，染料敏化太阳能电池的光吸收和电荷分离传输分别是由不同的物质完成的，光吸收是靠吸附在纳米半导体表面的染料来完成，半导体仅起电荷分 离和传输载体的作用，它的载流子不是由半导体产生而是由染料产生的。2.1.2 染料敏化太阳电池的原理染料敏化纳米晶(DSSC)电池的工作原理是当入射光照射到电极上时，染料分 子(Dye )吸收光子跃迁到激发态，由于激发态不稳定，释放的电子快速注入到紧 邻的TiO2的导带上，进入TiO2导带中的电子最终进入导电膜，然后通过外回路 产

15、生光电流。被氧化了的染料分子通过电解液扩散过来的I-还原回到基态，使染 料分子得到再生，厂被氧化成I3；同时电解质中的I3-扩散回到对电极被电子还 原成厂。然后DSSC电池在光作用下将进行下一个循环。2.2 染料敏化太阳能电池各组成部分的进展2.2.1 光阳极材料光阳极材料：光敏材料敏化的半导体光阳极对该电池的性能起到至关重要的 作用，成为目前研究的热点。敏化的 TiO2 电极是染料敏化太阳能电池的关键部 分，可以说其性能直接关系到太阳能电池的总效率。染料敏化太阳能电池中，TiO2光阳极所用的纳米晶薄膜分为致密TiO2薄层、 纳米多孔结构TiO2薄膜，其中致密薄膜是早期染料敏化太阳能电池中Ti

16、O2光阳 极所采用的，因其吸附染料效率低，后来少被采用，纳米多孔结构TiO2薄膜在 目前染料敏化太阳能电池中TiO2光阳极采用极为广泛。染料敏化太阳电池光阳极主要制备方法：溶胶凝胶法、水热合成法、电泳合 成法、磁控溅射法等几种方法。光阳极的性质直接影响DSSC光电转换的能力和 效率，研究制备高效的光阳极是该领域迫切需要研究的重点问题。1、溶胶凝胶法：通过水解钛的醇盐或氯化物前驱体得到无定形沉淀，在酸 性或碱性环境中胶溶得到溶胶物质，然后经过干燥焙烧后制得纳米TiO2薄膜电 极。对DSSC而言，传统溶胶凝胶法制得的TiO2电极薄膜与玻璃基底结合牢固， 但结构致密、比表面积小，不利于染料吸附8和电

17、解质离子的扩散9，造成光电 转换效率低下，在 DSSC 中的应用受到限制。2、水热合成法：是溶胶凝胶法的改进，通过水解钛的醇盐或氯化物前驱体 得到无定形沉淀，在酸性或碱性溶液中胶溶得到溶胶物质。将高压釜中水热 Ostwald熟化后的溶胶涂覆在导电玻璃基片上，经高温煅烧即得到纳米TiO2薄膜 电极。与溶胶凝胶法相比，水热合成法加入了在高压釜中进行的水热熟化过程来 控制产物的结晶和长大，进而调节晶型、粒径10和薄膜孔隙率9等以提高光电 转换效率。3、电泳沉积法：电泳沉积法作为一种制备具有复杂形状薄膜材料的方法， 近年来在TiO2薄膜电极制备方面有较多研究。在直流电压作用下TiO2悬浮液中 的带电颗

18、粒移向反向电极，放电而形成沉积层，经高温煅烧即得到纳米TiO2薄 膜电极。电泳沉积法的主要优点是可以快速得到相对较厚的沉积膜、界面光滑缺 陷小、可以直接制备复杂形状的薄膜电极，具有易吸附染料的多孔结构。但薄膜 与导电玻璃基底结合不牢，易脱落，影响了电池的性能。除上述几种主要制备方法外，还有模板法(Templating Method)、超声辅助法 (UltrasonicAssistant Method)，液相沉积法(Liquid PhaseDeposition)、反胶束法 (Reverse Micellar Method)等。不同制备方法的分析比较：传统的溶胶凝胶法和电泳沉积法有互补的优点和局限

19、性，溶胶凝胶一电泳复 合法综合了两者各自的优点，制得的TiO2,薄膜电极既较好地解决了膜脱落问题， 又可吸附较多的染料，提高了光电转换效率。水热合成法对设备要求不高、容易操作，其水热熟化过程还可以控制产物的 结晶和长大，因而使纳米TiO2的粒径、分布以及薄膜的孔隙率等成为可控因素, 对于提高 DSSC 光电转换性能意义十分重大。其局限性是耗时较长，必须进行高 温和高压处理，限制了基底材料的选用。磁控溅射法由于是直接对原子进行操作，薄膜能够牢固地附着在基底上，TiO2,颗粒的大小及尺寸分布可以通过调整两电极间的电压、电流和气体压力等 条件来控制。另一个优点是易于进行大面积的均匀镀膜，对DSSC的

20、大面积化和 产业化提供了可靠的技术支持。此外，该法便于进行掺杂，这对光阳极的修饰具 有非常重要的意义。但是磁控溅射得到的薄膜太致密，低比表面积不利于染料分 子的吸附，其广泛应用还受一定限制。2.2.2 光阴极材料光阴极材料：阴极在染料敏化太阳能电池中也发挥着重要的作用。在实际工 作中，染料敏化太阳能电池由于有电流通过阴极，产生极化现象，形成超电势， 引起电势的损失，降低了电池的性能。因此，阴极的制备一般用导电玻璃片作为 基体，采用不同方法镀上石墨、铂或导电聚合物等不同材料，其中镀铂的效果较 好。2.2.3 电解质电解质担负着复原染料，传输电荷，改变Ti02、染料及氧化还原电对的能级， 改变体系

21、的热力学和动力学特性等重要作用，因此，电解质的组成及溶剂配方对 太阳能电池的效率有很大影响。为了提高电池的效率，要求电解质中还原剂必须 能迅速地还原染料正离子，而自身还原电位要低于电池电位。液态电解质含有易 挥发的有机溶剂，对电池的长期稳定性有很不利的影响。解决的方法是使用不挥 发、稳定、电导率高的离子液体，或者加入高分子凝胶剂，成准固态的凝胶高分 子，这既保持了液体体系的高导电性和高转换效率, 又降低了溶剂的挥发和渗漏， 从而提高了寿命。全固态染料敏化太阳能电池也是研究的热点。目前，人们主要 对 P 型半导体、导电聚合物和空穴传输有机分子这三大类性能良好的固体电解质 进行了研究。中科院物理所

22、与日本东京大学合作利用融盐与p型Cu I半导体的 复合体系组装的固态染料太阳能电池的效率达到了 3. 8% 1 ，Tennakone等 2 用 4CaB r3S(C4H9) 2的聚合物性质优化了接触，提高了电池性能，从一个侧面说 明了聚合物电解质的优势，但n最高只有5%左右3 。由于液态电解质在封装上的技术困难，人们开发了无机半导体体系的固态电 解质、有机空穴传输材料和高分子电解液体系等。与液态电解质相比，固态染料 敏化太阳能电池敏化剂的氧化还原电位，可以和空穴导体的工作函数更好的匹 配，所以固态染料敏化太阳能电池获得的Uoc值很高，可以达到接近IV。以固 态电解质取代液态电解液应用于染料敏化

23、太阳能电池，可以提高和改善电池的长 期稳定性。2.2.4 敏化剂敏化剂：敏化剂吸收太阳光产生光致分离，它的性能直接决定太阳电池的光 电性能。新的敏化剂使吸收长波的能力增加，并且具有很高的光学横断面和吸收 近红外光的能力。按其结构中是否含有金属原子或离子，敏化剂分为有机和无机两大类。无机 类敏化剂包括钌、锇类的金属多吡啶配合物、金属卟啉、金属酞菁和无机量子点 等；有机敏化剂包括天然染料和合成染料。敏化染料分子的性质是电子生成和注入的关键因素，作为光敏剂的染料须具 备以下条件： 对二氧化钛纳米晶结构的半导体电极表面有良好的吸附性， 即 能够快速达到吸附平衡，而且不易脱落；在可见光区有较强的、尽量宽

24、的吸 收染料的氧化态和激发态要有较高的稳定性； 激发态寿命足够长， 且具有 很高的电荷传输效率，这将延长电子-空穴分离时间， 对电子的注人效率有决定 性作用；具有足够负的激发态氧化还原电势，以保证染料激发态电子注入二 氧化钛带。2.3 染料敏化太阳能电池有潜力的几类2.3.1 染料敏化纳米晶太阳能电池敏化的纳米晶 TiO2 电极是染料敏化太阳能电池的关键部分，其性能直接关 系到太阳能电池的总效率。在制备技术方面，基于传统的刮涂制膜技术和逐层沉 积制备技术，由于操作的复杂性和技术掌握的难度，是光阳极制备的瓶颈问题。 丝网印刷技术由于其大面积制备的可操作性，是实现未来工业化不错的手段，但 同样存在

25、技术操作复杂的缺点，同时其规模制备所需条件依然需要改进和优化在 染料敏化上，寻找低成本、性能良好的染料成为当前研究的一个热点。 总之，通过光敏化，获得较宽的可见光谱响应范围，快速的电子传输，优越的电子散射系数，增强的光收集效率以及优越的抑制电荷复合性能的多孔膜将是未来TiO2 光阳极研究的方向。2.3.2纤维状无TCO染料敏化太阳能电池纤维状无 TCO 染料敏化太阳能电池(fiber-type TCO-less dye sensitized solar cell),这种太阳能电池是将染料敏化太阳能电池层，环绕着一根长3.5厘米(cm)、 直径9毫米(mm)玻璃纤维所组成。其研究人员将一层氧化钛

26、一层敏化颜料，以及一层多孔钛(porous Ti)作为电 极(正极)；一层包含碘等电解质的多孔层，以及一层白金(Pt)与钛作为另一端电极 (负极)。将上述两种电极顺序环绕着玻璃纤维；而除了该玻璃纤维的两端，整个太阳 能电池都以钛覆盖着。将光线从玻璃纤维的一端透进去，光就会被太阳能电池中 的染料所吸收，并转换成电力；而若是该纤维稍有倾斜，在光线从另一端出去之 前，就不会在表面下的玻璃造成完全反射。目前该种太阳能电池所展现的转换效率，在使用某种染料的情况下仅稍高于 1%,该数字稍低了些，且由于该种电池使用的玻璃纤维有9mm直径，长度却只 有 1.5 公分左右，因此大约有九成从纤维的一端入射，从另一

27、端出去的光线并没 有被转换。预计未来该种太阳能电池的净转换率(net conversion efficiency )可望达到10%，被浪费的光线问题能透过增加光纤的长度或是减少纤维直径来克服。而该种新型太阳能电池与标准染料敏化太阳能电池的一个最大差异，是新电 池并不使用透明电极(透明导电氧化物薄膜TCO)，研究人员计划利用尚未被现有 染料敏化太阳能电池所使用的近红外线(near-infrared)能源，来产生电力。第三章 染料敏化太阳能电池的制作过程3.1 染料敏化太阳能电池的制作步骤二氧化钛膜的制备利用天然染料把二氧化钛膜着色制作反电极组装电池注入电解质图 3-1 染料敏化太阳能电池的制作步

28、骤3.1.1 二氧化钛膜的制备制备 P25 二氧化钛纳米晶粒表面包裹乙酸分子的胶质体：使用分析天平秤取6g二氧化钛粉末，将6g P25二氧化钛粉末置于定性滤纸 上以微温加热烘干 10min 以除去去多余湿气，再用研钵和研杵将可能因贮存而产 生团聚现象的TiO2粉末均匀的研磨开来。然后加入4-5滴经稀释过的乙酸溶剂， 研磨5min,再加入数滴乙酸溶液和3g松油醇，再继续研磨，直至混合物形成质 感滑顺的胶质态浮物，最后逐滴加入乙基纤维素溶液，不断的研磨，挥发多余的 乙醇，直至获得粘稠状的胶质混合物。（图3-2）W图3-2二氧化钛浆料制备L /图3-3二氧化钛涂覆贵层的玻璃基板置于在化学抽风烟柜中的

29、平板式加热器的E分钟。在烘干过程中，胶质内的有机溶剂乙酸和介面活，TiO胶质的颜色会逐渐转变为棕色。持续加热，2 /2璃基板上颜色较深时可停止加热，然后让玻璃基板慢慢地冷却到将玻璃基板置于桌面，使用电表判断导电面，使可导电的面朝上，并将厚度 约为20um的3M胶带粘附于玻璃基板的三侧边约1cm宽度，再另外用较宽的胶 带将基板固定于实验桌面上，以利于下一实验步骤的进行。取胶质材料，将其沾 附于导电基板上（有条件的话可先滴1-2滴TiO2溶液，有助于导电玻璃吸附胶质）, 然后使用直径均匀的玻璃棒将胶质均匀地涂抹于玻璃基板上。基板三侧边所粘贴 的胶带的功能是用以提供约20um厚度的衬垫用，当用玻璃棒

30、碾平TiO2胶质时， 可以借以控制TiO2的涂抹厚度。涂抹完成后晾干，用微型镊子小心地除去玻璃基板上的胶带，小心不要刮伤 所涂抹的TiO2胶质层，也尽量避免在胶质层完全干燥时才撕去胶带。（图3-3）将涂抹了电 加热平板上，加热 性剂乙基纤维素会逐渐被烘干 最后当乙酸和介面活f性剂被完全驱离02粒子的表面，而形成具有膨松多空的白 色 TiO 层膜，玻室温。或者可以直接放置在高温炉中，使用450C的温度烘烤且升温速率不得太 快，玻璃基板和 TiO 胶质层的受热会较均匀，进行烧结出来，加热约 30 分钟，2最后所获得的太阳电池的效率有可能会较佳。（图 3-4）图 3-4 烘烤后3.1.2 注入电解质

31、 注入电解液：用滴管将数滴配制所得的电解液从三明治组叠结构边缘两片玻 璃基板的空隙中滴入。电解液会以毛细管的渗透作用方式，将电解液均匀的分布 至两基板内。这样简易的染料敏化太阳电池就制作完成了。（图 3-6）图 3-6 电解质的注入3.1.3 组装电池另取一片镀铂导电玻璃基板（Pt对电极），先用无水乙醇和丙酮超声波清洗 lOmin,然后吸附染料的TiO2胶质膜玻璃基板面与镀铂导电玻璃基板面彼此面对 面错开一小段距离地堆叠在一起，用小钢夹夹紧两片玻璃基板，形成如三明治的 组装。组装时,需使两玻璃面未涂抹任何膜的侧边分别作为三明治结构的左右两 侧边,使其不属于三明治结构的一部分,作为电极外接的端点

32、。（图 3-5）图 3-5 电池的封装3.1.4 测试图3-7完成制作并用万用表测试3.1.5利用有机物来提高转换效率通常用于油漆之类的有机染料，含有金属复合体，一接收到太阳光，便会释 出电子。利用这项特点，将染料与电解液置放在导电板两侧，可从中产生电力。 制造的原理很简单，但是要选择何种染料与电解液做结合，却令人伤透脑筋，因 为光电转换效率的好坏，与选材的关系密切，研究人员必须反复测试不同材料的 组合，以求提高光电转换效率。利用此方法不但降低了成本，而且2009 年该夏普公司成功制造出每 25 平方 公尺光电转换效率达8.2%的DSSC,目前为全球该尺寸最高光电转换率的DSSC。 随着深度的

33、研究将推出商业化的DSSC。因为目前主流的单晶硅太阳能电池，其 模块光电转换效率才达约 15%。第五章 总 结此次实训了解了染料敏化纳米晶太阳能电池的结构和原理, 对其中关键问题, 如纳 米 TiO2 膜、敏化染料、电解质以及空穴传输材料进行了研究. 染料敏化纳米 TiO2 太阳能电池具有低成本、高效率等众多优点. 虽然目前还存在一些问题, 但我们相信, 在不久的将来, 随着科技的进一步发展, 这种太阳能电池将会有十分广阔的应用前 景.参考文献1. 方靖淮, 等. 双染料共敏化的纳米晶二氧化钛多孔电极的光伏特性研究 J . 太 阳能学报, 1997, l8 ( 2) : 164 -167.2. 刘炜华，颜鲁婷，梁嘉，等不间二氧化钛电极制备方法对-染料敏化太阳电池性 能的影PNJ.液晶与显示，2008.23：432436.3. 李胜军，林原，杨世伟，等.染料敏化太阳电池巾大孔TiO!薄膜电极的制备及 应用J无机化学学报，2007，23(1 1)： 19651969.4. 杜作娟，古映莹水热法合成锐钛矿型纳水二氧化钛J精细化工中问体，2002.