全固态敏化太阳能电池的工作原理是,多相结中的染料的电子受到能量低于二氧化钛禁带宽度的光激发跃迁至激发态,然后注入到二氧化钛的导带内,而染料分子自身转变为氧化态。注入到二氧化钛中的电子富集于导电基底,并通过外电路流向金属电极。处于氧化态的染料分子通过空穴传输层得到电子(或者说染料分子中的空穴注入空穴传输层,并最终到达金属电极而得到还原。与液态电解质染料敏化太阳能电池相同,在整个过程中各种物质表观上没有发生变化,而光能转化为电能。
除全固态敏化太阳能电池之外,染料敏化太阳能电池未来的发展方向还包括以下几个方面:高效电极(光阳极和对电极)的低温制备和柔性化;廉价、稳定的全光谱染料的设计和开发;液体电解质的封装和高效固态电解质的制备及相关问题的解决等。
5 总结
目前,染料敏化太阳能电池已经发展到向产业化过渡的阶段。在现有技术的基础下,进一步降低成本、提高效率和稳定性、推进工业化的进程是必然的发展趋势,染料敏化太阳能电池相对其它类型太阳能电池具有巨大的价格优势,虽然现在还存在一些问题,但我们相信在不久的将来,随着技术的进一步发展,这种太阳能电池将具有十分广阔的应用前景。