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染料敏化太阳能电池双层结构光阳极研究进展

王敏;白静怡

【摘要】Dye-sensitizedsolarcellshaveattractedmoreandmoreattention

fromresearchersallovertheworld,owingtotheirsimplepreparation

technology,wellpracticalapplicationprospect,relativelylowproduction

costandhighconversionefficiency.First,thestructureandworking

principlesofdye-sensitizedsolarcellsarede-scribed.Thentheresearch

statusofitsindividualcomponentissummarized,includingelectrolyte,dye-

sensiti-zer,counterelectrodeandphotoanode.Themaindevelopment

historiesofTiO2/CeO2compositephotoanodeareexpounded

emphatically.Thecharacteristicpropertiesofthematerialsfordouble-

layeredphotoanodewhichin-fluencetheperformanceofthesolarcells

wasthoroughlyinvestigated,suchasthelight-scatteringeffect,up-

conversionluminescenteffect,specificsurfacearea,spectralresponse

capability,andchargetransferefficiency.Finally,thefuturedeveloping

trendsofdye-sensitizedsolarcellsisputforward.%染料敏化太阳能电池

(DSSCs)因为其制备工艺简单、实用化前景好、成本低、转换效率高等优点而受到

广泛关注.简要介绍了染料敏化太阳能电池结构和工作原理,并从电解质、染料敏化

剂、对电极和光阳极等方面综述了其各组成部分的研究现状.重点以TiO2/CeO2

复合光阳极为例,阐述了染料敏化太阳能电池光阳极薄膜材料的发展历程,总结了双

层结构薄膜材料的光散射效应、上转换性质、比表面积、光响应能力以及电子传输

性能对整个电池性能优化的影响,并对未来染料敏化太阳能电池研究方向和前景进

行了展望.

【期刊名称】《功能材料》

【年(卷),期】2018(049)005

【总页数】9页(P5061-5069)

【关键词】染料敏化太阳能电池;双层结构;薄膜材料;二氧化钛;性能

【作者】王敏;白静怡

【作者单位】扬州大学广陵学院化工与医药系,江苏扬州225009;扬州大学化学

化工学院,江苏扬州225002

【正文语种】中文

【中图分类】TM914

0引言

能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质保障，是国民经济和社会发展的基础。

随着人类社会的高度集约化和人口总数不断增加，人类对于能源的需求也是不断提

高。然而，随着化石能源的枯竭以及全球对温室效应的关注，一系列相伴而生的问

题也日益成为当今社会突出的矛盾，如能源使用引起环境污染问题、能源开采引起

地址问题、能源紧缺等问题。所以，开发利用清洁可再生能源成为人类目前迫切需

要解决的问题。太阳能因为其不受地域限制，而且清洁无污染，是未来新能源利用

的主要方式之一。太阳能发电是将太阳能直接转化为电能[1]，是直接利用太阳能

一种较为直接简便的方式。

20世纪90年代以来，纳米材料在光电转换方面的应用研究也得到了快速发展。

1991年瑞士洛桑高等工业学院Gratezel教授领导小组，以纳米多孔电极代替平

板电极制作染料敏化太阳能电池(DSSCs)，电池的光电转换效率取得了7.1%的突

破性进展[2]。目前，DSSCs的光电转换效率已超过12%[3]。因此，长久以来，

染料敏化太阳能电池不断发展进步，而目前研究的重点则是怎样进一步使得

DSSCs的光电转换效率达到最优。本文首先介绍