提高染料敏化太阳能电池转化率研究新进展.pdf

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1、化学世界2014年提高染料敏化太阳能电池转化率研究新进展于凉云，吴玉芹，张奇，李立冬(盐城工学院纺织与服装学院，江苏盐城224001)摘要：染料敏化太阳能电池具有低生产成本、简单生产工艺以及环境友好型等优点，使其成为太阳能电池研究领域的热点。介绍了染料敏化太阳能电池的基本结构和工作原理，结合国内外最近的研究动态，重点阐述了在染料敏化太阳能电池研究领域的光阳极、敏化染料和电解质等构成部分的研究进展。关键词：染料敏化太阳能电池；光阳极；敏化染料；电解质中图分类号：TM914．4文献标志码：A文章编号：0367-6358(2014)l1—0692—05NewProgressinResearc

2、honEnhancementofEnergyConversionEfficiencyofDye—sensitizedSolarCellsYULiang—yun，WUYu—qin，ZHANGQi，LILi—dong(CollegeofTextilesandClothes，YanchengInstituteofTechnology，JiangsuYancheng224001，China)Abstract：Dye—sensitizedsolarcellwithlowcost，simpleproductionprocessandenvironmentalfriendli—ness，etc．，h

3、asbecomeahotresearchfieldofsolarcel1．Thebasicstructureandworkingprincipleofdye—sensitizedsolarceilswereintroducedbriefly．Combinedwiththerecentresearchdevelopmentathomeandabroad，theprogressinthefieldofphotoanode，sensitizingdyeandelectrolytewasemphasized．Keywords：DSSC；photoanode；dye—sensitized；ele

4、ctrolyte随着社会的发展，人们对能源的需求越来越高，以及环境友好型等优点，使其成为太阳能电池研究传统的石油、天然气、煤等不可再生能源也日益减领域的热点。少。同时，这些化石能源的使用也带来了很大的环1DSSC的基本构造和工作原理境污染，严重地威胁着人们的身体健康，寻找一种清典型的DSSC构造呈“三明治”结构，其基本结洁、高效、安全的无污染替代能源就成了当前人们研构与工作原理如图1所示]。主要是有透明导电玻究的热点，开发和利用太阳能为解决能源问题和环璃、光阳极(纳米氧化物半导体)、敏化染料、电解质境问题提供了一个理想的途径。目前，全球的商业和对电极组成。太阳能电池约有8O为晶体硅太阳

5、能电池，转化率DSSC的工作原理：在光照的条件下，敏化染料(77)可达到25【-¨，但太阳能电池生产过程对环境分子中基态电子受到激发而快速向纳米氧化物半导的污染和高成本等因素都制约了其发展和应用_2]。体的导带注入，并迅速富集在透明导电玻璃上，染料1991年，Grfitzel等口报道了光电转化率为7．1的敏化分子自身被氧化，激发的电子通过外电路做功，染料敏化太阳能电池(dye-sensitizedsolarcells，产生电流，并回到电池的对电极上，在对电极上的电DSSC)，由于DSSC具有低生产成本、简单生产工艺解质氧化态被还原成还原态，通过扩散作用与氧化收稿日期：2014—01—1

6、2作者简介：于凉云(1979一)，女，浙江浦江人，博士，讲师，现主要从事功能材料研究。*E-mail：ld—l@163．com。化学世界集体转化率都有大幅度提高。此外，一些多层次的7．1以来，钌基配合物在光电转化率的研究取得较ZnO纳米膜结构口。]均可较大的改善和提高DSSC大的进展。2008年，Gao等[1]通过引入噻吩等基的光电效率。团，设计合成了C101，其光电转化率高达l1．3，这2．2敏化染料的研究进展是目前钌基吡啶类报道的性能最好的敏化染料。敏化染料是DSSC光电转化的关键部分，敏化Kinoshita等口胡合成一种新型锇基吡啶类配合物作染料的性能直接影响着电池的转化率。目前

7、，开发为DSSC的敏化剂，全光谱转化率超过6．19／5。作为敏化染料的主要有金属有机染料配合物和纯有Sharma等[19j用锌卟啉和BF。染料共敏化得到的转机染料两大类。化率为7．46，比锌卟啉和BF。染料单独作为敏化2．2．1金属有机染料配合物染料的转化率要高。2011年，文献[2研究报道以金属有机染料配合物主要包括由钌、锇、锌等的锌卟啉配合物YD2一O—C8染料为敏化剂的光电转化多吡啶类配合物、酞菁和卟啉类配合物，其中研究最率为12．3％是