tio2光阳极染料敏化太阳能电池的研究进展_马洪芳_王小蕊_马芳_丁严广_王振

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1、第32卷第4期电子元件与材料Vol.32No.42013年4月ELECTRONICCOMPONENTSANDMATERIALSApr.2013综述TiO2光阳极染料敏化太阳能电池的研究进展马洪芳，王小蕊，马芳，丁严广，王振（山东建筑大学材料科学与工程学院，山东济南250101）摘要:通过介绍染料敏化太阳能电池（dye-sensitizedsolarcells，简称DSSC）的研究背景，指出了DSSC的研究意义。从光阳极、染料敏化剂、电解质和对电极等基本构成要素方面综述了DSSC的研究现状，并展望了其未来的发展方向。关

2、键词:太阳能电池；TiO2光阳极；综述；染料敏化剂；电解质；对电极；发展方向doi:10.3969/j.issn.1001-2028.2013.04.001中图分类号:TM914.4文献标识码:A文章编号:1001-2028（2013）04-0001-05Researchprogressofdye-sensitizedsolarcellsbasedonTiO2photo-anodeMAHongfang,WANGXiaorui,MAFang,DINGYanguang,WANGZhen(SchoolofMaterials

3、ScienceandEngineering,ShandongJianzhuUniversity,Jinan250101,China)Abstract:Byintroducingtheresearchbackgroundofdye-sensitizedsolarcells(DSSC),theresearchsignificanceoftheDSSCisindicated.TheresearchstatusoftheDSSCisreviewedfromtheaspectsofbasicelementsofphoto-an

4、ode,dye-sensitizer,electrolyteandcounterelectrode.Meanwhileitsprospectivedevelopmentdirectionisputforwardtoo.Keywords:solarcell;TiO2photo-anode;review;dye-sensitizer;electrolyte;counterelectrode;developmentdirection能源危机和环境污染，是当今世界各国不得不制备工艺简单、理论光电转化效率高等优势，具有共同面对

5、的两大严峻问题，新能源的开发与应用成广阔的发展空间。为各国应对能源与环境问题的研究热点，太阳能因DSSC，主要指以吸附染料的纳米多孔薄膜为光具有取之不尽、用之不竭、环境友好、不受地域限阳极，染料分子吸收光能并产生光电子的一类光电[1]制等优势成为新能源的研究重点之一。光伏电池是化学太阳能电池。它以TiO2等宽带隙半导体为光一种直接将太阳能转化为电能的装置。目前，被广阳极，但这些宽带隙半导体主要吸收紫外光，对可泛应用并实现工业化生产的是硅太阳能电池，但纯见光吸收非常弱，不能实现太阳光-电的直接转换。硅生产成本高、加工难

6、度大，这些都严重制约了硅将一些与宽带隙半导体导带或价带能量相匹配的染太阳能电池的民用化进程，因此探索新型高效太阳料吸附在光阳极表面，可以实现DSSC对可见光的能电池意义重大。染料敏化太阳能电池强吸收，即为染料的光敏化作用，染料敏化太阳能（dye-sensitizedsolarcells，简称DSSC）具有成本低、电池也因此得名。DSSC是仿照自然界中光合作用制收稿日期：2013-01-07通讯作者：马洪芳基金项目：国家自然科学基金资助项目（No.51275279）；山东省科技发展计划资助项目（No.2010G0020

7、318）；山东省自然科学基金资助项目（No.ZR2010EM062）；山东省教育厅科技计划资助项目（No.J12LA12）作者简介：马洪芳（1968－），女，山东滨州人，教授，博士，主要从事纳米技术与太阳能薄膜研究，E-mail:merryhf@163.com。网络出版时间：2013-03-2616:55网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1241.TN.20130326.1655.008.htmlVol.32No.42马洪芳等：TiO2光阳极染料敏化太阳能电池的研究进

8、展Apr.2013[2][3]备的一类太阳能电池，被形象的称为“人造树叶”。迁为激发态；处于激发态的染料分子稳定性差，极作者：篇笔者从光阳极、染料敏化剂、电解质和对电极易产生光电子，若处于激发态的染料分子的能级与名等基本构成要素方面综述了DSSC的研究进展，并半导体导带的能级相匹配，激发态染料分子产生的探讨如何改进TiO2多孔膜，进一步提高光电