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【資料圖】

染料敏化太陽能電池是一種廉價(jià)的薄膜太陽能電池，下面我們一起來看看染料敏化太陽能電池原理介紹。

染料敏化太陽能電池原理介紹

結(jié)構(gòu)綜合

它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)、反電極和導(dǎo)電基底組成。納米多孔半導(dǎo)體薄膜通常是金屬氧化物(二氧化鈦、二氧化錫、氧化鋅等)。)，它們聚集在玻璃板上，用透明導(dǎo)電膜作為DSC的負(fù)電極。作為還原催化劑，反電極通常在帶有透明導(dǎo)電膜的玻璃上鍍鉑。敏化染料吸附在納米多孔二氧化鈦薄膜表面。陽極和陰極之間填充有含氧化還原對(duì)的電解液，I3/I-是最常用的電解液。

工作原理

(1)染料分子經(jīng)太陽光照射后從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)；

⑵激發(fā)態(tài)的染料分子將電子注入半導(dǎo)體的導(dǎo)帶；

(3)電子擴(kuò)散到導(dǎo)電襯底，然后流入外部電路；

⑶氧化態(tài)染料被還原態(tài)電解質(zhì)還原再生；

⑸氧化態(tài)電解質(zhì)從反電極接收電子后被還原，從而完成一個(gè)循環(huán)；

[6]和[7]分別是注入二氧化鈦導(dǎo)帶的電子與氧化態(tài)染料之間的復(fù)合和導(dǎo)帶電子與氧化態(tài)電解質(zhì)之間的復(fù)合

結(jié)果表明，只有非常靠近二氧化鈦表面的敏化劑分子才能成功地將電子注入二氧化鈦的導(dǎo)帶，但多層敏化劑的吸附會(huì)阻礙電子的傳輸；染料色激發(fā)態(tài)壽命短，必須與電極緊密結(jié)合，最好是化學(xué)吸附在電極上；染料分子的光譜響應(yīng)范圍和量子產(chǎn)率是影響DSC光子捕獲能力的關(guān)鍵因素。到目前為止，染料敏化二氧化鈦納米晶電極中的電子輸運(yùn)機(jī)制尚不十分清楚，需要進(jìn)一步研究。

染料敏化太陽能電池的優(yōu)勢(shì)

從經(jīng)濟(jì)角度來說，如果量產(chǎn)的話，電池的成本在5-10元/(峰瓦)[3]左右，而普通硅電池是20-40元/(峰瓦)，所以染料敏化太陽能電池非常適合量產(chǎn)，滿足城市居民和廣大農(nóng)村的需求，尤其是我國(guó)偏遠(yuǎn)地區(qū)近7000萬人的用電量。

從戰(zhàn)略角度來看，是一個(gè)能源消費(fèi)大國(guó)，尤其是電力短缺嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。然而，核電和火電都需要非常有限的燃料，這也對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。因此，應(yīng)特別重視太陽能這種可再生綠色能源的開發(fā)和利用。為經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

從實(shí)用的角度來看，從染料敏化太陽能電池的結(jié)構(gòu)可以看出，電池由透明導(dǎo)電玻璃、染料和一定顏色的電解質(zhì)組成，因此可以通過適當(dāng)選擇染料和電解質(zhì)的顏色以及二氧化鈦薄膜的厚度來控制整個(gè)電池的透光率，使電池可以用作窗玻璃，既可以透光，又可以用作電池。

太陽給了地球多少能量？

太陽能在我國(guó)占三分之二，年輻射超過每平方厘米60萬焦耳，地表吸收的太陽能相當(dāng)于每年17萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。(煤炭總儲(chǔ)量約6000億噸。)換句話說，地表吸收的太陽能每年可以相當(dāng)于煤炭總儲(chǔ)量的280多倍。

太陽每年通過大氣層向地球傳輸3×1024焦耳的能量。這種免費(fèi)清潔的能源是地球發(fā)展的可靠保障。據(jù)統(tǒng)計(jì)，地球上人類每年的能源需求總量達(dá)到4.363×1020焦耳左右，也就是說，如果我們能收集到其中的萬分之一到萬分之二，就足夠滿足我們的需求了。

關(guān)鍵詞： 太陽能電池

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