染料敏化纳米晶体太阳能电池制备及性能研究

  • 时间:2008-04-11

    染料敏化纳米晶体太阳能电池是目前国际上较为热门的研究课题之一,很多国家都投入了大量的人力、物力,经过近几年的发展,其效率已稳定在10%以上。此研究也列入了我国的“973”计划中。但目前仍存在着很多值得研究的问题,比如高性能光阳极的制备;敏化染料的选择、合成;固态电解质的合成;大面积高转换率电池的制备;多个电池的串并联连接等。
    针对目前本领域研究存在的一些问题,该项目的研究内容主要包括:具有纳米管阵列结构的TiO2光阳极的制备;光敏染料的选择;电池中电解质的选择;基于TiO2纳米管阵列光阳极的DSSC的制备工艺。
    该项目的特色与创新之处。
(1)利用磁控溅射与阳极氧化相结合的方法在导电玻璃表面制备高比表面积的有序纳米管阵列;
(2)将TiO2纳米管阵列用于DSSC的光阳极的制备;
(3)利用改变靶材成分、电解液成分的方法实现对TiO2纳米管阵列光阳极的改性;
(4)敏化染料在TiO2纳米管阵列中吸附机理的研究;
(5)激发电子在染料与纳米管之间、纳米管内部的传输机制。
    近年来DSSC光电转化效率已能稳定在10%以上,寿命能达15~20年,且其制造成本仅为硅太阳能电池的1/5~1/10,可以预计其性价比的优势在未来工业化和商业化上将很快得到充分的体现,必将在太阳电池领域占有一席之地,对它的研究将有利于当今经济社会的可持续发展和保护人类赖以生存的地球的生态环境,还可以为世界上约20亿无电人口和特殊用途解决现实的能源供应问题。