染料敏化太阳能电池是由敏化剂、对电极、电解质、TiO2光阳极,这几种成分组成
1.1.1敏化剂
染料分子的作用就是吸收太阳光,将基态电子激发到高能态,然后再转移到外电路,它的性能是决定电池转换效率的重要因素之一 。在染料敏化太阳能电池的发展中,钌的配合物一直起着重要的作用,所以将染料敏化剂分为多吡啶配合物敏化剂、有机染料敏化剂和窄带隙半导体敏化剂三类。
1.1.2电解质
在染料敏化太阳能电池中起着传输电子和再生染料的作用。对纳晶染料敏化太阳能电池的电解质而言,首先要求具有合适的与染料相匹配的氧化还原能级,其次电解质中离子输运要快。目前,最常用的电解液是将I-/I3-溶解在有机溶剂中。
1.1.3 对电极
作为完整的电流回路,必须有一个对电极还原I3-离子,从而实现电子在回路的传导,该反应越快,光电响应越快。目前采用的对电极主要有载铂的导电玻璃和碳材料。
1.1.4 光阳极
它是制备在导电玻璃上的纳米晶半导体薄膜,是DSSC的关键部分。目前研究的电极材料只要有TiO2,Zn O,SnO2等,其中TiO2作为光阳极研究最为广泛。多孔的纳米晶TiO2电极结构极大的提高电极的染料吸附量,同时增加光线在薄膜电极中的散射性能,提高光的吸收效率,同时溶液渗透性能好,几乎每个纳米颗粒都与电解质接触,这为光生电子、空穴进行的界面氧化和还原反应提供了有利的坏境。
TiO2光阳极的优点:纳米TiO2具有合适的禁带宽度,化学稳定好、无毒,具有优越的光电介电效应,已在许多方面获得了应用。
缺点:作为光阳极时电子与空穴有一定的复合,因此需要对其进行改性研究,其中掺杂TiO2的研究占有很大部分。
DSSC中的电流产生机理
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