染料敏化太阳能电池敏化剂的合成及其性能研究

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1、天津理工大学硕士学位论文染料敏化太阳能电池敏化剂的合成及其性能研究姓名：韩虹羽申请学位级别：硕士专业：药物化学指导教师：薛松201202 摘要伏性能等进行了细致的研究。�蚆��Ｈ�秩玖系牡绾勺R谱杩筂���������，表明电子复合降低，‰，，从而导致��值降低。染料聚集是��效率低的另一原因，通过加入��可以使其得到改善。本论文还设计了两种钉基染料，多吡啶钌染料因其结构在可见光区有较宽的吸收光谱，并且有良好的激发反应活性和氧化还原性、氧化态和激发态寿命较长且保持着目前最高的光电转换效率。由于合成

2、路线需要摸索和时间的关系，本论文只完成了部分合成工作。关键词：染料敏化太阳能电池染料敏化剂光电转换效率光伏性能 ���������������．���������������，����������������．����������������������������甌�������琲��������，��������������������鹤���甌���������������������．�������������������������琕���������������������．�����

3、���，��琣���������������������������������������膑����‘�������．����������������������������甤�������������泐�����������������������．����������������．��，�������������� 引言引 第一章文献综述��太阳能概述众所周知，太阳能是地球上生物赖以生存的根本能源。太阳的本质是个气体球，其核心区的压力可达到�����个大气压，有着�����娴母呶拢�芏仍嘉K

4、������������：�����������������用来减少传统能源的使用。因此，有机染料敏化太阳能电池的丌发和利用有着深远重大的意义。 式�。人阳能电池是实现光能转化为电能的媒介，其实质是根掘光电效应将太⋯能“接转换为电能的、’种光电器什。的光能转换成电能。自��年单品硅太�唬弧�躥乜池研制成功丌始，对太阳能的丌发一．随延续乍今。表��列⋯了半个肚纪以来人⋯能电池发展巾的重要，扛件。太何�躭乜池发展史���图��太田�躄�池种类� 第一章文献综述��染料敏化太阳能电池���囊��·�——

5、一�图��染料敏化太阳能电池示意图���������工作原理具体过程可由下式表示： �玖霞し�光阳极反应�����猅��疭’�绾勺R��缃庵驶乖�����一����％·÷���人射光���性能的评价指标值�� 第一章文献综述开路电压��指电池在开路条件下的输出电压，是电池所能产生的最大光电压，��硎竟獾缌鳎琲�硎景档缌鳎�賑与暗电流成反比关系。�填充因子泐����������疛�公式�．�一般来说，太阳能电池的矿为�����。�入射单色光光电转换效率���表达式如下：��凡，������疦�率的主

6、要因素。��的光阳极��用，因此，要满足一下几个条件【���：中，电子能较快速的传输而避免其与电解液中电子受体的复合；敏化剂分子和氧化还原电解质相匹配；纳米多孔��薄膜刚好能满足以上条件，其不但有着较高的比表面积满足对染料 的吸附量，而且染料与��表面形成的�畂．�键可促进激发染料电子向��薄膜转移，从而使得量子效率几乎达到����】。此外，��这种材料化学性质稳定、安全无毒、资源丰富而且价格相对便宜，种种优点促使其在染料敏化太阳能电池中广泛应用。��有��种方式。该方法具有操作简单且可控制纳米晶

7、状态等优点，如通过改变电解液构成、阳极氧化电压、电解液的酸度值以及氧化时间，得到所需尺寸的纳米管，且排列整齐稳定性高。料基板这样的柔性基板可以减轻电池重量，可促进其连续生产过程，进而降低制造成 第一章文献综述����的电解质胶剂。目前，全固态电解质的敏化太阳能电池的光电转换效率很低，仍然面临许多难题，而液体电解质在长期稳定性上的问题也无法得到解决，因此，准固体电解质应运而生，为解决上述问题广大研究者寄以厚望。因为加入胶凝剂的缘故，使得准固态电解质的稳定性有所提高。准固体电解质胶凝剂分为有机小分子胶

8、凝剂，纳米粒子胶凝剂和聚合物胶凝剂三类��。��烫�缃庵剩汗烫�缃庵手饕7炙睦啵�纯伤苄跃�宓缃庵省���俊⑽藁鶳．型半��染料敏化剂���比二氧化钛半导体导带的能级更负； ��A吮苊庾⑷氲牡缱雍脱趸��玖现匦陆岷希�缱幼⑷胧谷玖喜��摹篎电荷应远离二氧化钛表面，位于染料的供电部分；��诎氲继宓谋砻妫�玖喜荒鼙痪奂�员苊馊玖霞し⑻�幕�罘欠�浯忝稹��。染料敏化剂的分类大致如图��所示：�ⅰ�袄嗟慕鹗舳噙拎づ浜衔颕��鹗粲谢�玖蟟．��削弋��金属有机染料 第一章文献综述�����