染料敏化太阳能电池剖析.ppt

6. DSSC的应用领域和发展前景 发展前景 染料敏化太阳能电池具有生产成本低、制备工艺简单、可大批量生产和环境友好等优点，加之中国土地面积广，尤其西北地区光照强烈，决定了染料敏化太阳能电池的良好产业化前景，是具有相当广泛应用前景的新型太阳电池。相信在不久的将来，染料敏化太阳电池将会走进我们的生活。 应用领域 根据DSSC的透光性高，请便易携带，制作成本低的优点，应用领域十分广泛，包括航空航天，建筑产业，电子产业，生活家居等都可以使用该产品。 6. DSSC的应用领域和发展前景 应用领域 根据DSSC的透光性高，请便易携带，制作成本低的优点，应用领域十分广泛，包括航空航天，建筑产业，电子产业，生活家居等都可以使用该产品。 Thank You ! * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 染料敏化太阳能电池 Dye sensitized solar cell 主要类容 DSSC的提出背景及发展历程 DSSC转化效率的主要参数 DSSC的优缺点和硅电池比较 DSSC的制作原理及工艺流程 DSSC的技术现状和效率分析 DSSC的应用领域和发展前景 1、DSSC的提出背景及发展历程 提出背景 1960 年代，H.Gerischer，H.Tributsch，Meier及R.Memming发现染料吸附在半导体上并在一定条件下产生电流的现象，成为光电化学电池的重要基础。 20世纪70年代发展起来的硅，砷化镓窄禁带半导体等高效光伏电池效率基本上大于18%，但窄禁带半导体具有严重的光腐蚀现象，需要高纯度的半导体晶体。成本昂贵，难以大面积推广和多领域使用。 TiO2等宽禁带半导体具有较高的光、热稳定性，具有更强的使用范围。同时价格低廉，制作成本较低 一次性能源枯竭，环境恶化。可再生能源成为现在的主流，DSSC相对更加清洁。? ? 1、DSSC的提出背景及发展历程 发展历程 1970年起，R.Memming，H.Gerischer，Hauffe，H.Tributsh等人大量研究了各种染料敏化剂与半导体纳米晶间光敏化作用，研究主要集中在平板电极上，这类电极只有表面吸附单层染料，光电转换效率小于1%。 1993年, Gratzel M.等人再次研制出光电转换效率达10 %的染料敏化太阳能电池, 已接近传统的硅光伏电池的水平。 2002 年, STA建立了迄今为止独一无二的面积为200m2 DSC 显示屋顶,使用 含有离子液态聚合物凝胶电解质的准固态染料敏化纳米晶太阳能电池，其光电转换效率可达5.3 % 。 目前DSSC的光电转化效率已能稳定在10%以上，据推算寿命能达15～20年，且其制造成本仅为硅太阳能电池的1/5～1/10。 2. DSSC的制作原理及工艺流程 DSSC结构 半导体材料 光阳极 对电极 电解质 染料 2. DSSC的制作原理及工艺流程 DSSC工作原理 ⑤ 导带中的电子在纳米晶网络中传输到后接触面(back contact ，BC)后而流入到外电路中： e-(CB) → e-(BC) ⑥ 纳米晶膜中传输的电子与进入TiO2 膜的孔中的I3-离子复合： I3- + 2e-(CB) → 3I-， ⑦ I3-离子扩散到对电极上得到电子使I-离子再生： I3- + 2e-(CE) → 3I-， ① 染料(S)受光激发由基态跃迁到激发态（S*）： S + hυ → S* ② 激发态染料分子将电子注入到半导体的导带中： S* → S+ + e-(CB) ③ I-离子还原氧化态染料可以使染料再生： 3I- + 2S+ → I3- + 2S， ④ 导带中的电子与氧化态染料之间的复合： S+ + e-(CB) → S， 2. DSSC的制作原理及工艺流程 DSSC工艺流程 1、电池导电基底的选取 采用氧化铟锡（俗称ITO）导电玻璃，它是在钠钙基或硅硼基基片玻璃的基础上，利用磁控溅射的方法镀上一层ITO膜加工制作成的 2、光阳极的制备 将制备好的TIO2纳米管，采用匀胶机涂抹在导电玻璃的固定区域，然后在扩散炉中用450 ℃退火30min。退火后用染料敏化24小时后用N2吹干，避光储存。 2. DSSC的制作原理及工艺流程 DSSC工艺流程 3，对电极的制备 将C纳米管/Pt电镀在导电玻璃上面，加快电子的运动，提高氧化还原的速率 4，DSSC电解液制备 常用的电解质包括液态、准固态、全固态等。采用电解