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新型太阳能电池的初步研究文献综述

 2020-04-12 15:37:46  

文 献 综 述 能源是世界经济发展的首要问题。

作为一种”取之不尽、用之不竭”的洁净的天然能源,太阳能成为最有希望的能源之一。

目前研究和应用最广泛的太阳能电池主要是硅系太阳能电池,但硅系电池原料成本高、生产工艺复杂、效率提高潜力有限,其光电转换效率的理论极限值为30%,因此其民用化受到技术性限制,急需开发低成本的太阳能电池。

染料敏化太阳电池主要是模仿光合作用原理,研制出来的一种新型太阳电池,其主要优势是:原材料丰富、成本低、工艺技术相对简单,在大面积工业化生产中具有较大的优势,同时所有原材料和生产工艺都是无毒、无污染的,部分材料可以得到充分的回收,对保护人类环境具有重要的意义。

上个世纪九十年代初,染料敏化纳米晶太阳能电池初露峥嵘,其光电转换效率达到了7.1%~7.9%,开创了太阳能电池研究和发展的全新领域。

随后,Gratzel 等开发了光电能量转换效率达10%~11%的DSSCs。

1.1 染料敏化电池的结构    辐射到地球表面的太阳光中,紫外光占4 % ,可见光占43 %。

而n 型半导体TiO2 的带隙为3. 2eV ,这决定了其吸收谱位于紫外光波段,对于可见光吸收较弱,为了增加对太阳光的利用率,人们把染料吸附在TiO2 表面,借助染料对可见光的敏感效应,增加了整个染料敏化太阳能电池对太阳光的吸收率。

   DSSC主要由纳米多孔半导体薄膜、染料敏化剂、氧化还原电解质、对电极和导电基底等几部分组成。

纳米多孔半导体薄膜通常为金属氧化物(TiO2、SnO2、ZnO等),聚集在有透明导电膜的玻璃板上作为DSSC的负极。

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