染料敏化太阳能电池的研究进展

综述了染料敏化太阳能电池的研究背景和发展过程,包括了光阳极、光敏染料和电解质的研究进展,详细阐述了该电池国内外各项关键技术的实验和产业化研究最新成果,着重分析了染料敏化太阳电池的未来发展趋势,并展望了该电池的应用前景。

第2 2卷第 1 0期 20 0 8年 1 0月

化工时刊Ch m ia I d s r i e e c l n u ty T m s

Vo . 2, 1 2 No. 0 1 Oc . 0. 0 8 t1 2 0

染料敏化太阳能电池的研究进展张力孙岳明 (南大学化学化工学院，苏南京 2 18 )东江 119摘要综述了染料敏化太阳能电池的研究背景和发展过程，括了光阳极、敏染料和电解质的研究进展，细阐包光详

述了该电池国内外各项关键技术的实验和产业化研究最新成果，着重分析了染料敏化太阳电池的未来发展趋势，并展望了该电池的应用前景。 关键词染料敏化太阳能电池电子传输氧化物薄膜光敏染料电解质

Re e r h pr g e so e—s nstz d S l r Cel s a c o r s fDy e iie oa l sZh n i S n Yu mi g a g L u e n( c ol f h m s yad C e cl nie r g S uhat nvr t, i guN j g 9 S h o o e ir n hmi g e n, o tes U iesy J n s a i 1 1 ) C t aE n i i a n n 2 18A s a t h akru da dhs r f y b t c T eb c gon n i o o e—snizdsl e s( S C)i rve e,i ldn h ta. r ty d e si o r l D S te acl s ei d n u igp o n w c o -o e e st i g d e n l cr lt s Re e te p r n a n e h o o ia e eo me t i h a r a o f t e d,s n i zn y s a d ee t ye . i o c n x e me tla d tc n lg c l d v l p n s n t e fb c t n o i i i h

k yc mp n nsae dsu sd i eal F tr e eo me t,id sr l a o rs e t n oe t la piain e o o e t r ic se n d ti. u ue d v lp ns n u t ai t n p op cs a d p tn a p l t s i zi i c oae as ic s d. r lo d s use

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从 1世纪工业革命以来， 8人类对能源的需求飞速增长，由此引发的能源危机和环境污染成为急待解

Ⅱ璺量

圈

决的严重问题。与其它能源相比，太阳能具有不受地理条件限制，效、洁、成本的优势。太阳能电池高清低作为一种开发利用太阳能的重要方式而备受人们关

Ga e型太阳能电池中， rzl t用于制备光阳极的半导体材料很多， TO,S O 如 i 2 n 2引，Z O,N 2 5,, n、 b 0 A 2 3s等。目前用得最多的是 TO。TO是一种 1] 0r i2 i2

注。尽管传统的硅太阳能电池转化效率高，成本但高，加工工艺复杂，以实现普及。19难 9 1年， r z Ga e tl研究小组…在 N tr a e杂志上报道了一种能量转化效 u率高达 7 1的新型太阳能电池——染料敏化纳米 .%晶多孔半导体薄膜太阳能电池(简称为 D S ) D S SC,S C也因此被称为 Ga e电池。它采用高比表面积的纳 rt l z米晶多孔二氧化钛薄膜作电极，电池的光电转化效率

含量丰富、价格便宜、无毒、稳定且抗腐蚀性能良好的半导体材料。它在常温常压下主要存在两种晶型：金红石型和锐钛型，前者的禁带宽度 ( . V) 3 0e稍低于后者( . V) 32e。由于禁带越窄越易发生光腐蚀，影响电池的寿命，而且 T: i受光激发后产生的空隙会 O使染料氧化，引起界面性能的改变，而导致电池光从电效率的降低，以一般选用禁带宽度较宽的锐钛型所Ti。 O2

大大提高，且性能稳定，制备工艺简单，成本大大低于传统硅太阳能电池的，重要的是，还具有进一步更它

制备纳米 TO i:的方法较多，有溶胶一凝胶法、

提高效率和降低成本的潜在优势，因此这一报告立即、在全世界范围内引起了人们的广泛兴趣、。 3 J

T I水解法、 i C电化学法、模板组装技术法等，中应其用得最多的是溶胶一凝胶法，容易实现对 TO它 i:晶

型和粒径的有效控制。而后制成纳米 TO多孔薄膜 i,收稿日期：08— 9—0 20 0 1作者简介：张

立( 9 1,, 18一)男硕士生，事染料敏化电极方面的研究；从通讯作者：孙岳明(9 5,, 16一)男教授，博导，事配合物的能带结构，化机从催理，电荷输运机理等方面的研究工作。一

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