染料敏化太阳电池电解质

《染料敏化太阳电池电解质》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、万方数据第20卷第10期2008年10月化学进展PROGRESSINCHEMISTRYV01．20No．10Oct．，2008染料敏化太阳电池电解质*郭磊潘旭戴松元一(中国科学院等离子体物理研究所太阳能材料与工程研究室合肥230031)摘要染料敏化太阳电池是新一代的太阳电池，有着巨大的应用前景。其中电解质体系是该类电池组成的主要部分，对电池性能有着重要的影响。本文介绍了染料敏化太阳电池的基本结构和原理，详细评述了近几年国内外学者对染料敏化太阳电池用电解质体系的研究进展情况，根据电解质的存在状态将其分为液态、准固态和固

2、态3大类并逐一进行介绍，最后对该领域的前景进行了展望。关键词染料敏化太阳电池电解质中图分类号：TM914．4；0646文献标识码：A文章编号：1005．28lx(2008)10．1595．11ElectrolytesinDye-SensitizedSolarCellsGuoLeiPanXuDaiSongyuan。。(SolarEnergyMaterialsandEngineering，InstituteofPlasrmPhysics，ChineseAcademyofSciences，Hefei23(1Y31，Chin

3、a)AbstractAsanewgenerationofsolarcell，dye—sensitizedsolarcell(DSC)showsanoptimisticforegroundfortheapplication．TheelectrolytesplayallimportantroleontheDSCperformance．HereweintroducethestructureandmechanismofDSC，andthenwealsodiscussthecurrentprogressofelectrolyt

4、esusedinDSCbyclassingtheelectrolytesasliquid，quasi．solidandsolidbasedonthestatesoftheelectrolytesindetails．Atlast，thefuturedevelopmenttendencyofelectrolytesusedindye—sensitizedsolarcellsisprospected．Keywordsdye-sensitizing；solarcells；electrolytel引言太阳能取之不尽、用之不竭，

5、是可持续可再生的洁净能源，利用太阳电池将太阳能转换为电能是比较理想的一种发电形式。1991年瑞士洛桑高等工业学院的G随tzel教授在研究染料敏化太阳电池(dys-sensitizedsolaycell，DSC)中取得了重大突破⋯，使得该类电池在工作温度范围内(一20一60℃)等效寿命可达到20年以上陋]，这些研究在太阳电池的发展道路上具有里程碑的意义。与传统的依靠半导体光物理效应的硅太阳电池相比，DSC是通过光化学过程来实现光电转换的，因此使得太阳电池的光电转换材料不再局限于制备过程复杂、价格昂贵的高纯无机半导体材料

6、，从而大大降低了制作成本。自诞生以来，DSC就凭借其简单的制备工艺、较低的制作成本和较高的光电转换效率等特点，吸引了全球学者的关注。目前，此种电池的实验室效率已经超过了11％【3]，具有广泛的应用价值，澳大利亚已经成立了第一家DSC制造公司。染料敏化太阳电池是一种“三明治”式的夹心结构，主要由半导体氧化物纳米薄膜(通常为二氧化钛)、电解质(含有氧化还原对，通常为K，I一电对)以及阴极材料(铂电极)组成。具体原理为：太阳光照射染料分子使其处于激发态，激发态的染料分子迅速将电子注射到纳米TiO：的导带中去，电子在Ti02

7、膜中传输后在导电基片上富集并通过外电路流向阴极，释放出电子的氧化态染料分子被li，l一中的电子供体I‘还原而回到基态实现染料的再生，同收稿：2007年11月，收修改稿：2008年1月*国家重点基础研究发展计划(973)项目(No．2006CB202600)资助**通讯联系人e—mail．．sydai@ipp．ae．cll万方数据化学进展第20卷时I一被氧化成If，生成的If再在阴极处得到电子重新生成I一，从而完成一个循环过程。其中电解质中的氧化还原对起到传送电子的作用，它们在电解质中的扩散速度对电池的性能有着重要影响

8、。目前应用最为广泛的氧化还原对是If／I一，选择合适的电解质使得K／I一能够高效地输运电荷对改善电池的性能有着重大意义，因此对电解质的研究是DSC研究的一个重要内容。目前DSC中使用的电解质按照其存在状态可分为液态电解质、准固态电解质和固态电解质3大类。2液态电解质液态电解质通常含有溶剂、氧化还原电对和添加剂3部分，按照使用的主体溶剂不同可将液