染料敏化太陽能電池課件

1、染料敏化太陽能電池的發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望中科大“科學(xué)與社會”新生研討課探究報告文字邊框組長：翟澤華成員：王希琳，祁冰潔，李春紅導(dǎo)師：徐航勛組長：翟澤華成員：王希琳，祁冰潔，李春紅導(dǎo)師：徐航勛文字邊框報告內(nèi)容基本原理與結(jié)構(gòu)染料敏化太陽能電池電極材料與其優(yōu)缺點(diǎn)分析前景展望與現(xiàn)狀分析1文字邊框染料敏化太陽能電池結(jié)構(gòu)與基本原理文字邊框概述寬帶隙半導(dǎo)體：較好的熱穩(wěn)定性和光化學(xué)穩(wěn)定性對可見光范圍的太陽能吸收很少不具有利用價值利用染料對可見光的強(qiáng)吸收，拓寬光響應(yīng)區(qū)DSSC染料敏化太陽能電池染料植物中的葉綠素文字邊框染料敏化太陽能電池基本原理核心思想：將光吸收過程和電子收集過程分開，分別由敏化劑和介孔氧化物半導(dǎo)

2、體基底來完成染料敏化TiO2納米晶太陽能電池的光電流產(chǎn)生：染料（D）受光激發(fā)由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)（D*） D + D* 染料激發(fā)態(tài)分子將電子注入到半導(dǎo)體導(dǎo)帶 D*D+eTiO2氧化態(tài)染料被電解質(zhì)中的還原態(tài)離子還原，染料再生 D+Re D + Ox半導(dǎo)體導(dǎo)帶中電子與氧化態(tài)染料之間的復(fù)合 eTiO2 + D+ D導(dǎo)帶中電子在納米晶網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)胶蠼佑|面半導(dǎo)體導(dǎo)帶中電子與電解質(zhì)中氧化態(tài)離子復(fù)合 eTiO2 + OxRe電解質(zhì)氧化態(tài)離子擴(kuò)散到對電極上得到電子，生成還原態(tài)電解質(zhì)。 Ox + ecathode Re文字邊框結(jié)構(gòu)納米多孔薄膜染料敏化劑電解質(zhì)對電極文字邊框納米多孔薄膜作用：1、從結(jié)構(gòu)上看，承擔(dān)吸附

3、染料的作用，決定染料吸附量的多少2、對光的散射和折射產(chǎn)生影響3、對電池內(nèi)部的電子傳輸起重要作用與其相關(guān)的過程：處于基態(tài)的染料分子吸收能量被激發(fā)到激發(fā)態(tài)處于激發(fā)態(tài)的染料分子把電子注入半導(dǎo)體導(dǎo)帶電子在薄膜內(nèi)傳輸及復(fù)合文字邊框?qū)﹄姌O作用：收集電子、催化作用類型及其優(yōu)缺點(diǎn)：Pt電極碳對電極：碳納米管電極、導(dǎo)電聚合物電極2文字邊框染料敏化太陽能電池存在的問題產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及其前景展望文字邊框存在的問題器件制造成本高DSSC自主知識產(chǎn)權(quán)問題我國在DSSC技術(shù)研究方面雖取得一些成果，但是相關(guān)企業(yè)還需進(jìn)一步增強(qiáng)專利布局和專利保護(hù)意識，加大在其他國家和地區(qū)的專利申請力度。光電轉(zhuǎn)換效率低目前DSSC實(shí)驗(yàn)室小面積電池最高效率可達(dá)12%13%器件的長期穩(wěn)定性問題有機(jī)溶劑等液體電解質(zhì)泄露和溶劑蒸發(fā)以及熱脹冷縮，導(dǎo)致封裝材料和納米多孔薄膜的剝離以及敏化染料的脫落。隨著時間的延長，溫度升高時，準(zhǔn)固體電