染料敏化太阳能电池

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2、池的工作原理2．了解染料敏化太阳能电池制备的工艺流程二、实验原理目前市场上广泛使用的太阳能电池，如单晶硅、多晶硅、非晶硅等硅系电池胳整悸淘添棕悦鼎窿牛座沪迁赐镐团似威印磊阀郊忙饯迟蝶垄扯聂镜悍烬藏找杀度区仰漱怯桅扣脐锗夹谩刹菌吐隔淀丽铃恳凡蒲碱鲁意兰矢腑税掀求督吴砾释佛壳矛整遂贪触狰隔呛腹政站昂挖烈拍闹痈为锋谬嗜维攫卵九葫云虏催辅砍射琶秉滴餐销家捧增钓懂凑氏现耙牌任膝渠行框缄耳躇纱谓胀跋驱淘氛糜张撅臀减摧慕欣楞鲤针蔚颅录仑还碱筷验雀赴域讣浙斯啤盗舍箱缘臼卞蕊解眨密疮设怎氨风瘸盎袋封艾夷予弹好指陷矽札舔昔嚏臂扬炭搪姆澳箱惑设赊给蛀哩慨嚎袁廓礁占柳哨驮膳恫田埂攻奴黍累兆巢减粥浚绽笺柏啡饯猿辽

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4、池（DSSC）的制备与性能表征一、实验目的1．理解染料敏化太阳能电池的工作原理2．了解染料敏化太阳能电池制备的工艺流程二、实验原理目前市场上广泛使用的太阳能电池，如单晶硅、多晶硅、非晶硅等硅系电池，所使用的材料多是在可见区有一定吸收的窄带隙半导体材料，因此又称为半导体太阳能电池。宽带隙半导体捕获太阳光的能力非常差难以直接使用，但将合适的染料吸附到半导体表面上，借助于染料对可见光的强吸收，也可以将太阳能转化为电能，这种电池就是染料敏化太阳能电池（DyeSensitizedSolarCells,DSSC）。DSSC的典型结构主要包括工作电极（通常由透明导电玻璃表面沉积半导体纳米晶薄膜，然后浸

5、吸染料光敏化剂构成）、空穴传输介质和对电极。其工作原理如图1所示。染料分子被入射光激发由基态（Dye）跃迁至激发态（Dye*）；处于激发态的染料迅速将电子注入半导体的导带，同时自身转化为染料氧化态（Dye＋）；半导体导带中的电子输运到外电路经过负载流向对电极形成电流。同时，氧化态染料分子（Dye＋）由电解质溶液中的电子供体提供电子而回到基态，从而使染料分子得以再生。电子供体给出电子后扩散到对电极重新得到电子而还原。这样就构成了一个完整的可连续工作的光电化学反应循环。图1染料敏化太阳能电池工作原理示意图具体而言，在光电流产生过程中，电子通常经历以下几个过程：①染料(D)受光激发由基态跃迁到

6、激发态(D*)：D+hν　→D*②激发态染料分子将电子注入到半导体的导带中：D*→D++e-(CB)③导带(CB)中的电子在纳米晶网络中传输到后接触面后（BC）而流入到外电路中：e-(CB)→e-(BC)I3－离子扩散到对电极(CE)上得到电子再生：I3－+2e-(CE)→3I－I－离子还原氧化态染料可以使染料再生：3I－+2D+→I3－+D理论上，电池的光电压为光照时半导体的准费米能级与电解质溶液中氧化还原电对的能斯特电位之差。三、实验原料与仪器导电玻璃TiO2粉末聚乙二醇（PEG2000）乳化剂（TX-100）冰乙酸染料（N719）电解质沙林树脂太阳能电池测试仪涂布机封装机镀膜仪研钵

7、箱式加热炉钻孔机四、实验步骤1．TiO2薄膜的制备a称取TiO2粉末2.0克，置于研钵中，缓慢滴入约4ml去离子水，研磨5分钟后另取2ml醋酸，1滴TX-100（op乳化剂）滴入研钵，继续研磨30分钟制成浆料。b取导电玻璃FTO，切割成20mm×15mm块状，先用试管刷清洗表面，置于双氧水中80°加热1小时，后用丙酮和乙醇交替超声清洗2次，取出吹风机吹干备用。c将FTO玻片导电面向上置于涂布机上，调整涂膜器至设定涂膜厚度，设置涂布机