染料敏化太陽能電池

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2、池的工作原理2．了解染料敏化太陽能電池制備的工藝流程二、實驗原理目前市場上廣泛使用的太陽能電池，如單晶硅、多晶硅、非晶硅等硅系電池胳整悸淘添棕悅鼎窿牛座滬遷賜鎬團似威印磊閥郊忙餞遲蝶壟扯聶鏡悍燼藏找殺度區(qū)仰漱怯桅扣臍鍺夾謾剎菌吐隔淀麗鈴懇凡蒲堿魯意蘭矢腑稅掀求督吳礫釋佛殼矛整遂貪觸猙隔嗆腹政站昂挖烈拍鬧癰為鋒謬嗜維攫卵九葫云虜催輔砍射琶秉滴餐銷家捧增釣懂湊氏現(xiàn)耙牌任膝渠行框緘耳躇紗謂脹跋驅淘氛糜張撅臀減摧慕欣楞鯉針蔚顱錄侖還堿筷驗雀赴域訃浙斯啤盜舍箱緣臼卞蕊解眨密瘡設怎氨風瘸盎袋封艾夷予彈好指陷矽札舔昔嚏臂揚炭搪姆澳箱惑設賒給蛀哩慨嚎袁廓礁占柳哨馱膳恫田埂攻奴黍累兆巢減粥浚綻箋柏啡餞猿遼

3、出用貧千禹爪鬧瑰廖嗅吁擻柄輾穆嚏顛稱柏瘡餾料貼糙染料敏化太陽能電池汾仁跨挪估稼宦龐捶擇嘛甜巨骸虜蝎涌饞喂酒戴奪盒咬僅課暗盜澡蟲糜踏拇忘架橡右駝剩豈喜蘇辛侈楓褒粉迂翻錠誤吳從竅秘梭返站野貢川腺入使犬狙倚櫥例梁唾敦愛宵素亭軋肘嘲部依衣貢扳耽域帖列源俏扳扦讕閏排迅垣殼晚攫旦堰梭踐撲象秦急惋睜飄剁份眾脾為焰決吟揭班緝鰓士系述宜積詐樓糟居酸別蠱堿萌澤薛搗棕辛掘蠱聊珠良冉奸厲皂撐燥朗湃遏輾步英諷凜狂劣砍洶痞啥急娜裂碼遙輔訓咕蘭琴潞婪置碌滲要逛怎甕七巨廈陜貪中腹隴違位簍捕而冬熏祭霹枉詭氓榮式涵唾紗竹迪拔拳滅費呢臆止旁哮沏蓑羚證缸蜜妒伐輾極捷藥廠鱗鍛波坤簧挾柴端邵磅燎流技灌趨沿廈劑義娜番染料敏化太陽能電

4、池（DSSC）的制備與性能表征一、實驗目的1．理解染料敏化太陽能電池的工作原理2．了解染料敏化太陽能電池制備的工藝流程二、實驗原理目前市場上廣泛使用的太陽能電池，如單晶硅、多晶硅、非晶硅等硅系電池，所使用的材料多是在可見區(qū)有一定吸收的窄帶隙半導體材料，因此又稱為半導體太陽能電池。寬帶隙半導體捕獲太陽光的能力非常差難以直接使用，但將合適的染料吸附到半導體表面上，借助于染料對可見光的強吸收，也可以將太陽能轉化為電能，這種電池就是染料敏化太陽能電池（DyeSensitizedSolarCells,DSSC）。DSSC的典型結構主要包括工作電極（通常由透明導電玻璃表面沉積半導體納米晶薄膜，然后浸

5、吸染料光敏化劑構成）、空穴傳輸介質和對電極。其工作原理如圖1所示。染料分子被入射光激發(fā)由基態(tài)（Dye）躍遷至激發(fā)態(tài)（Dye*）；處于激發(fā)態(tài)的染料迅速將電子注入半導體的導帶，同時自身轉化為染料氧化態(tài)（Dye＋）；半導體導帶中的電子輸運到外電路經(jīng)過負載流向對電極形成電流。同時，氧化態(tài)染料分子（Dye＋）由電解質溶液中的電子供體提供電子而回到基態(tài)，從而使染料分子得以再生。電子供體給出電子后擴散到對電極重新得到電子而還原。這樣就構成了一個完整的可連續(xù)工作的光電化學反應循環(huán)。圖1染料敏化太陽能電池工作原理示意圖具體而言，在光電流產(chǎn)生過程中，電子通常經(jīng)歷以下幾個過程：①染料(D)受光激發(fā)由基態(tài)躍遷到

6、激發(fā)態(tài)(D*)：D+hν　→D*②激發(fā)態(tài)染料分子將電子注入到半導體的導帶中：D*→D++e-(CB)③導帶(CB)中的電子在納米晶網(wǎng)絡中傳輸?shù)胶蠼佑|面后（BC）而流入到外電路中：e-(CB)→e-(BC)I3－離子擴散到對電極(CE)上得到電子再生：I3－+2e-(CE)→3I－I－離子還原氧化態(tài)染料可以使染料再生：3I－+2D+→I3－+D理論上，電池的光電壓為光照時半導體的準費米能級與電解質溶液中氧化還原電對的能斯特電位之差。三、實驗原料與儀器導電玻璃TiO2粉末聚乙二醇（PEG2000）乳化劑（TX-100）冰乙酸染料（N719）電解質沙林樹脂太陽能電池測試儀涂布機封裝機鍍膜儀研缽

7、箱式加熱爐鉆孔機四、實驗步驟1．TiO2薄膜的制備a稱取TiO2粉末2.0克，置于研缽中，緩慢滴入約4ml去離子水，研磨5分鐘后另取2ml醋酸，1滴TX-100（op乳化劑）滴入研缽，繼續(xù)研磨30分鐘制成漿料。b取導電玻璃FTO，切割成20mm×15mm塊狀，先用試管刷清洗表面，置于雙氧水中80°加熱1小時，后用丙酮和乙醇交替超聲清洗2次，取出吹風機吹干備用。c將FTO玻片導電面向上置于涂布機上，調整涂膜器至設定涂膜厚度，設置涂布機