17-染料敏化太阳能电池研究与讨论进展.ppt

染料敏化太阳电池研究进展;1.研究背景 2.工作原理 3.性能参数 4.研究进展 5.实际应用;传统化石能源→;光伏电池发展趋势;;中国对染料敏化太阳电池研究的贡献;材料制备及合成 在染料合成技术、纳米半导体薄膜研究、电池密封和电极研制上也取得一定的成果，如中国科学院长春应用化学研究所 王鹏课题组在新型染料研究和离子液态电解质上取得突破，实现自主研发染料C101，效率达到11％，基于混合离子液态电解质电池的效率达到8.2％。 太阳电池组件 大面积电池组件(40x60 cm ) 转换效率达5.7%；中科院等离子体物理研究所戴松元课题组建成的国内首个500瓦染料敏化纳米太阳电池示范电站，转换效率5%。 ;; iph ： 短路电流； Voc ：开路电压； ff ：填充因子； Is：入射光强度。;1、无机染料 无机金属配合物染料具有较高的热稳定性和化学稳定性。目前最为看好的是多吡啶钌配合物类染料敏化剂。这类染料通过羧基或膦酸基吸附在纳晶TiO2薄膜表面, 使得处于激发态的染料能将其电子有效地注入到纳米TiO2导带。;中科院合肥物质科学研究院; ef?ciency of C101 ： 11.0 - 11.3%;efficiency： 11.4%;2、有机染料 无机敏化染料的成本受稀有金属钌价格的制约。开发高效有机染料是降低 DSC成本的有效手段； 近年来，酞菁（Phthalocyanine）、卟啉（Porphyrin）和噻吩等有机染料相继被开发出来。;C217该染料在以乙腈为电解质溶剂的器件中达到了 9.8%的光电转换效率；结合无溶剂离子液体电解质 ,实现了光电转换效率达8.1%的长期光热稳定的染料敏化太阳电池。这两项指标均为有机染料敏化太阳电池的最好结果，其性能已经非常接近钌染料。;研究人员了TiO2、 ZnO、 Nb2O5和SnO2等氧化物作为DSSCs的中的半导体材料，其中TiO2 ,ZnO 和SnO2的性能较好； 另外，还尝试使用各种形貌，包覆和掺杂的方法来改善DSC的性能。;1、液态电解质 它主要由三个部分组成: 有机溶剂、氧化还原电对和添加剂. 由于其具有扩散速率快、光电转换效率高、组成成分易于设计和调节、对纳米多孔膜的渗透性好等优点, 一直被广泛应用和研究； 缺点：易挥发、易泄漏、电池不易密封等问题。;2、固态电解质;3、准固态电解质;Pt对电极由于其电??小，催化效果好，在太阳电池中应用最为广泛； Pt对电极的制备方法主要有磁控溅射，溶液热解，电镀等； 不同方法制备的Pt电极差别比较大，降低Pt电极表面电阻是Pt对电极研究的重点。;2、活性碳对电极; 2001年5月澳大利亚STA公司建立了世界上第一个中试规模的DSC工厂，建立了200m2DSC示范屋顶。;;中科院合肥物质科学研究院;中科院合肥物质科学研究院;中科院合肥物质科学研究院