染料敏化太陽電池主要是模仿光合作用原理，研制出來的一種新型太陽能電池。染料敏化太陽能電池是以低成本的納米和光敏染料為主要原料，模擬自然界中植物利用太陽能進(jìn)行光合作用，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。
其主要優(yōu)勢是:原材料豐富、成本低、工藝技術(shù)相對簡單，在大面積工業(yè)化生產(chǎn)中具有較大的優(yōu)勢，同時所有原材料和生產(chǎn)工藝都是無毒、無污染的，部分材料可以得到充分的回收，對保護(hù)人類環(huán)境具有重要的意義
染料敏化太陽能電池 - 結(jié)構(gòu)組成
主要由納米多孔半導(dǎo)體薄膜、染料敏化劑、氧化還原電解質(zhì)、對電極和導(dǎo)電基底等幾部分組成。納米多孔半導(dǎo)體薄膜通常為金屬氧化物(TiO2、SnO2、ZnO等)，聚集在有透明導(dǎo)電膜的玻璃板上作為DSC的陰極。對電極作為還原催化劑，通常在帶有透明導(dǎo)電膜的玻璃上鍍上鉑。敏化染料吸附在納米多孔膜面上。正負(fù)極間填充的是含有氧化還原電對的電解質(zhì)，常用的是KCL。
(1)染料分子受太陽光照射后由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)(D*) ;
(2) 處于激發(fā)態(tài)的染料分子將電子注入到半導(dǎo)體的導(dǎo)帶中;
電子擴(kuò)散至導(dǎo)電基底，后流入外電路中;
(3) 處于氧化態(tài)的染料被還原態(tài)的電解質(zhì)還原再生;
(4) 氧化態(tài)的電解質(zhì)在對電極接受電子后被還原，從而完成一個循環(huán);
(5) 和(6) 分別為注入到TiO2 導(dǎo)帶中的電子和氧化態(tài)染料間的復(fù)合及導(dǎo)帶上的電子和氧化態(tài)的電解質(zhì)間的復(fù)合。
從經(jīng)濟(jì)角度來講，若批量生產(chǎn)，電池的成本在5—10元/(峰瓦)左右[3]，而普通的硅電池在20-40元/(峰瓦)，因而染料敏化太陽能電池電池非常適合批量生產(chǎn)，滿足城市居民以及廣大農(nóng)村的需要，特別是對我國近七千萬邊遠(yuǎn)地區(qū)人口的用電具有實際的意義。
戰(zhàn)略角度來講，我國是一個能源的消耗大國，特別是電力的短缺嚴(yán)重影響我國的經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。但是無論是核電還是火電所需要的燃料都是非常有限的，發(fā)電的同時也給環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。因此我國尤其應(yīng)當(dāng)注重太陽能這種可再生綠色能源的開發(fā)與利用。為經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會的協(xié)調(diào)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
從實用性角度來講，從染料敏化太陽能電池的結(jié)構(gòu)可以看出，電池是由透明導(dǎo)電玻璃及有一定顏色的染料和電解質(zhì)構(gòu)成，且?guī)б欢伾钥梢酝ㄟ^適當(dāng)選擇染料和電解質(zhì)的顏色及TiO2膜的厚度來控制整個電池的透光率，這樣可以把電池用作窗戶玻璃，即透光又可當(dāng)電池用。
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