张佳月综合设计实验

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1、闽南师范大学综合设计实验天然色素敏化纳米「02太阳能电池研究（红提皮、山竹皮）ResearchOnNaturalDye-sensitizedNanocrystallineTiO2SolarCell姓名：张佳月学号：100601136系另U：化学与环境学院专业：化学年级：10化本（1）班指导教师：邱玮玮2014年1月11日摘要半导体纳米晶颗粒形成的膜具有较大的比表面积，其表面上可以吸附大量的染料分子，因而可以有效地吸收太阳光，并将其转化为电能。介绍了天然色素敏化纳米TiO2太阳能电池的基本原理以及电池的结构，并应用分光光度计对红提皮和山竹皮的提取

2、液等天然色索进行光谱表征，以其作为光敏化剂，测定以该两种染料作为敏化剂的太阳能电池的光电转化率。关键词：天然色索敏化；太阳能电池；TO纳米品AbstractThefilmswhichconsistofthesemiconductornanopaxticlespossessvastspecificsurfaceareaandalargeamountofdyemoleculescanbeadsorbedonthesurface.Asaresult,thesunlightcanbeabsorbedbythedyemoleculesandtransfo

3、rmedtoelectricityeficiently.Thebasicprinciplesofthenaturaldye-sensitizedTiOinanocrystallinesolarcellareintroducedaswellasitsbatterystructures.Alargequantityofnaturaldyewereconfirmedbyspectrophotomete匚Thesensitizerwhoseenergybandmatchedwithsunlightwasselectedtoraisethephotoel

4、ectricconversionefficiencyandreducethecost.Keywords：naturaldyesensitized;solarcell;TiO2nanocrystalline中英文摘要（T）前言（1）1基本结构和工作原理（1）1.1基本结构（1）1.21作原理（2）2实验部分（2）2.1试剂与仪器（2）2.2天然色素染料的提取（2）2.3TiO2薄膜电极制备（2）2.3.1导电玻璃的切割、清洗（2）2.3.2TiO2薄膜电极制备（3）2.4镀钳对电极的制备（3）2.5电解液的配制（3）2.6电池的组装（3）3结果与

5、讨论（3）3.1天然色索染料紫外-可见吸收特性（3）3.2太阳能电池的性能（4）4结论（5）参考文献（6）致谢（7）刖B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。太阳能作为一种清洁能源，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，因此高效利用太阳能是解决能源危机和环境污染的重要手段Z-［，］o1991年，Gratzel领导的研究小组在太阳能光电池领域取得了突破性进展

6、,研制出用竣酸联毗啜钉(II)染料敏化的TiO?纳米晶多孔膜作为光电阳极的化学太阳能光电池，称为Gratzel电池或染料敏化纳米晶体太阳能光电池(Dye-SensitizedNanocrystallinePhotovoltaicCells),其光电转换效率由原来的不到1%提高到7.1%〜7.9%⑵。该电池采用高比表面积纳米多孔TiO?膜作半导体电极以吸附更多的染料分了，以过渡金属Ru及Os等有机络合物作染料，因该染料的吸收光谱与太阳能光谱有较好的匹配，选用含1/广的低挥发性盐作电解质，使得载流子能快速而有效地进行分离⑶。口前较理想的Ru2(NC

7、S)2染料的制作工艺复杂，合成成木高，所含有的稀有金属钉对环境造成污染，极大地限制了纳米晶太阳能光电池电池的市场化。因此发展了一种大量存在于植物的花、叶、果实屮的天然色素作染料敏化剂,以代替钉毗咙络合物⑷。尽管目前天然色素敏化的太阳能电池转换效率较低，但它制作成本低、性能稳定，具有广阔的应用前景。1基本结构和工作原理染料敏化太阳能光电池由镀有透明导电膜的导电基片、多孔纳米晶二氧化钛薄膜㈤、染料光敏化剂、电解质溶液及透明对电极等儿部分构成，形成三明治式结构(如图1),是一种异质结光电转换器件⑹。敏化笊T©导电玻購透明电极电解质图1染料敏化二氧化钛

8、A阳能电池的结构示意图Fig・1Thestructurediagramofdye-sensitizednanocrystal1ineT1O2nanoc