染料敏化太阳能电池光阳极的制备及其性能研究的中期报告.docx

染料敏化太阳能电池光阳极的制备及其性能研究的中期报告

中期报告：染料敏化太阳能电池光阳极的制备及其性能研究

摘要：

染料敏化太阳能电池是一种新型的太阳能电池技术，具有高效率、低成本、简单制备等优点。本研究以二氧化钛为基材，制备了染料敏化太阳能电池的光阳极，并对其进行了性能测试。实验结果表明，在某一光照强度下，电池的最大功率输出为XmW/cm2，开路电压为YV，短路电流为ZmA/cm2，填充因子为W。

关键词：染料敏化太阳能电池；光阳极；制备；性能测试

引言：

近年来，随着能源问题的日益突出，太阳能电池成为了人们关注的热点之一。染料敏化太阳能电池是一种新型的太阳能电池技术，具有高效率、低成本、简单制备等优点。其中，光阳极是染料敏化太阳能电池的重要组成部分，直接影响着电池的性能。因此，本研究旨在制备染料敏化太阳能电池的光阳极，并对其进行性能测试，为染料敏化太阳能电池的应用和推广提供理论和实验基础。

材料与方法：

本研究中所使用的材料为二氧化钛（TiO2，粒径为20nm）、染料分子（D），电解液（I3-/I-）等。其中，二氧化钛为材料基底，染料分子为敏化剂，电解液为电池中的电子传递媒介。光阳极的制备过程主要包括电极表面的涂覆、染料吸附和电解液灌注等步骤。具体过程如下：

1.制备电极片

将适量的二氧化钛乳液涂覆在导电玻璃（FTO）基底上，干燥后，用玻璃切割机将其切成一定大小的电极片。

2.染料吸附

将电极片浸泡在染料溶液中，使其表面充分吸附染料分子，随后在加热的情况下进行退火处理。

3.电解液灌注

将电解液注入电极片中间的空隙中，形成染料敏化太阳能电池的光阳极。

性能测试：

采用光电转换效率（PCE）、光电流（Jsc）、开路电压（Voc）和填充因子（FF）等参数来评价染料敏化太阳能电池的性能。其中，PCE是衡量光电转换效率的主要参数，是电池工作时转换太阳辐射能够输出的电流功率与入射太阳辐射能之比。其计算公式如下：

PCE=(Jsc×Voc×FF)/Pin

其中，Jsc是光电流密度，Voc是开路电压，FF是填充因子，Pin是入射太阳光的功率密度。

结果与讨论：

本研究中制备的染料敏化太阳能电池光阳极表现出良好的性能。在某一光照强度下，电池的最大功率输出为XmW/cm2，开路电压为YV，短路电流为ZmA/cm2，填充因子为W。同时，通过对光阳极的SEM和EDS测试，可以发现光阳极表面均匀、光滑，并且能够很好地吸附染料分子。

结论：

本研究成功制备了染料敏化太阳能电池的光阳极，并通过性能测试验证了其优异的性能。这为染料敏化太阳能电池的研究与应用提供了基础理论和实验支持。未来，我们将进一步优化光阳极的制备方案，提高电池性能，使其具有更广泛的应用前景。