染料敏化太阳能电池.ppt

染料敏化太阳能电池DSSC 目录 1.引言 Solar Cells分类 2.DSSC原理---组成部分 TiO2光阳极 DSSC中电流产生机理 DSSC输出参数 3.DSSC制作工艺 纳米晶TiO2多孔薄膜电极的制备方法 目前制备纳晶TiO2多孔薄膜电极的方法主要有两种: (1)采用商品化的TiO2纳米颗粒为原料，加入一定的溶剂制成TiO2胶体，通过刮涂、丝网印刷等技术制备TiO2薄膜电极: (2)以钛盐作原料，采用溶胶一凝胶水热法制备TiO2胶体，之后通过刮涂、丝网印刷等技术制备TiO2薄膜电极。 氮掺杂TiO2的制备方法 气氛下灼烧法：将TiO2或其前驱体在空气或含氮气氛(NH3，N2或是NH3，与Ar气的混合气体)中锻烧，气体受热分解出高活性的N离子渗入TiO2表面，取代TiO2分子中少量的氧原子，生成TiO2-xNx型化合物，得到掺氮产品。这种制备工艺是2001年Asahi提出的，目前较为常用。 水解沉淀法：先将氨水滴加到Ti(SO4)2水溶液中制得水解沉淀产物，再将洗净的沉淀干燥后，在400℃煅烧1h，制备出氮掺杂二氧化钛。 溶胶-凝胶法：将钛酸盐或钛合物与氨水等含氮物质反应制备出溶胶-凝胶，再干燥灼烧的方法制备出N掺杂TiO2。 还有机械化学法，激光脉冲法等。 TiO2与N-TiO2光阳极性能对比 结果讨论 应用 全球染料敏化太阳能电池（DSSC）的产业先驱者--G24 Innovations（G24i）总部位于美国加州。全球首批商用DSSC由G24i公司研发并上市，其组件可替代传统的硅太阳能电池，且成本更低，更轻便耐用，在地形和光线条件受限的地方均能适用G24i公司采用滚对滚(roll-to-roll）技术在柔性基板上流水线快速制作，而国内企业目前还没有掌握染料敏化太阳能电池生产线技术。 目前已有美国G24i公司、澳大利亚DYESOL公司、德国BOSCH公司、日本SONY公司等多个国际大企业与中国长春应化DSSC研究组建立了密切合作关系，致力于使这种新型太阳电池应用于汽车、电动工具、便携电子产品等多个领域。美国G24i公司利用该成果生产的可用于日常生活的太阳电池，仅有10张A4纸重叠在一起那么厚，也像纸一样柔软，且绚丽美观，即使在普通灯光下，这种电池也能发挥作用。 * * 1. 2. 3. 5. 引言 DSSC原理 DSSC制作工艺 结语 6. 参考文献 4. DSSC应用 1.随着能源危机与环境污染问题越来越严重，社会各界对 能源消耗的可持续性发展日益重视，尤其引起了各国政府对清洁的、可再生能源的关注和青睐。 2.太阳能作为一种新能源,具有取之不尽,用之不竭,就地取材,对环境友好等特点。 太阳能电池是太阳能利用的重要途径之一 国际空间站太阳能电池板 多晶硅太阳能电池 D B C A 硅系太阳能电池 多元化合物薄膜太阳能电池 纳米晶太阳能电池 有机太阳能电池 染料敏化纳米晶 太阳能电池 DSSC 单晶硅，多晶硅，非晶硅 1991年，由瑞士的科学家Gr?tzel等人采用二氧化钛纳米粒子作为染料载体，制作了染料敏化太阳能电池，将其转化效率提高到7%，继而迎来了DSSC的新时代。 电解质 TiO2光阳极 对电极 敏化剂 DSSC N3,N719 Pt,C I-/I3- 纯TiO2, 掺杂修饰 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。 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。 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。 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,ZnO,SnO2等，其中TiO2作为光阳极研究最为广泛。 TiO2 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。 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，