染料敏化太阳能电池的研究进展
发布时间:2012-12-20     来源: solarzoom
本文摘要:近年来,染料敏化太阳能电池由于具有低价格、易于制造成大面积和可接受的转换效率的潜力等优点而备受关注。首先简要介绍了类似植物光合...
的肖绪瑞,林原等人在凝胶复合染料和半固态电解质等方面进行了有益的探索。中科院物理所表面物理国家重点实验室孟庆波等人在固态电解质和紧凑有序阵列电极等方面有所创新。另外,值得一提的是中科院等离子所戴松元等人对染料敏化太阳能电池组件及封装技术做出了较系统的研究,积累了丰富的经验,这些工作都为染料敏化太阳能电池的最终产业化,知识产权国产化奠定了坚实的基础。

  染料敏化太阳能电池(DSSC),以其高效廉价的优越性,倍受各国科学家的亲睐。综观其研究发展的现状,今后有4个方面工作需进一步研究。(1)纳米TiO2膜的制备。电子在纳米晶TiO2网格传输过程中的复合损失,注入电子回传造成的暗电流损失,这些问题在电极面积放大时尤为严重。因此,需要在探索电极微结构与光电性质的基础上,优化纳米晶膜,使注入电子在传输过程中的损失达到最小。探索多种半导体的复合膜,优化TiO2的能级结构和与染料能级的匹配性,制备更为紧凑有序的纳米阵列电极材料是今后的主要研究内容。(2)敏化染料。这将是今后的研究重点。要拓展某一种染料的光响应谱线,其原则就是要使染料的最高占据分子轨道(HOMO)和最低非占据轨道(LUMO)之间的能隙变窄,但这样往往又会造成能级匹配的损失。因此使用单一染料很难在全光谱均达到强的敏化效果。今后可以利用几种染料的共敏化作用,制备出光响应波谱宽,综合性能优越的复合染料。(3)固态电解质。利用固态电解质代替液体电解质将是今后的研究重点,也是DSSC太阳能电池实用化的前提。(4)对电子注入和传输的内在机理进行更为深入的研究。建立数学物理模型。这将有助于更好的优化电池,设计出更有利于光吸收、电子注入和传输的DSSC太阳能电池,追求与传统太阳能电池更为接近的光电转化效率将为DSSC电池最终走向实用化奠定坚实的基础。

    总结

  总之,DSSC具有低的成本,简单的制作工艺。这是其它种类的太阳能电池无法比拟的,但是它距实用阶段还有很大距离。如何进一步提高电池的光电转化效率、开发高效的固态电解质以及寻找更好的光敏感材料都是染料敏化太阳能电池研究领域里有待解决的问题。然而随着技术的不断进步,其良好的应用前景必将凸现出来,必将走向实用化。这将有助于解决人类的能源需求,并一箭双雕的缓解燃烧化石燃料带来的日益突出的环境问题。 

分享到: