染料敏化太阳能电池的制作(2)
时间:2019-08-09 12:58 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
进入19世纪末以来，随着人类的快速工业化的发展，煤炭、天然气和石油等的化石能源越来越减少。于是人们迫切的需要寻找到其他的新的可替代的能源. 而太阳是距离人类最近的一颗恒星，它所发出的光和热给地球上的万物带来生机，并且无时无刻不在向宇宙空间发送大量的能量。入射到大气层内是以电磁波形式的太阳能。其中的能量大约有35%会被反射而消失于大气层外；大约有17.5%会被大气吸收；最后余下来的大概47.5%会照射在地球的表面上，会加热地面，并且把水分蒸发掉，也可以给在光合作用中的植物提供必须的能量。在整个世界范围内，全年辐射量或日照总时数最大的地区分别是美国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东，也是世界上太阳能资源最丰富的地区。并且太阳能所具有的取之不尽、用之不竭、安全又可靠、没有污染、不受各种的地理环境的制约等的诸多优点, 也越来越受到了广泛重视. 这几年来，国际光伏发电技术也在迅猛的发展。太阳能的利用是指太阳能的直接转化和利用，为了加快光能产业的发展，德国政府通过多种推广活动来普及太阳能的利用。享誉世界的德国Inter solar大会在德国弗赖堡举办，德国的太阳能展览会Inter solar始于2000年，每一年举办一次，是欧洲最大的专业展览会。这些年以来，在中国，太阳能的产业也得到了飞速的发展，中国已经紧随着德国和日本，成为了光伏产品生产世界第三的大国。这时我们国家作为大国，为改善全球日益遭到破坏的环境所肩负起的责任，而随着我国相关保护环境的法律和政策的相继出台，中国将有望从能源长期性短缺的国家成为世界上数一数二的光伏发电市场。煤炭、石油和天然气等的矿石能源，储存量有限，要满足人类的长久发展，必然要寻找可以替代他们的清洁能源，而太阳能是最好的选择，未来太阳能的发展会势不可挡。 然而利用太阳能也有两个主要问题：一是能流密度低；二是太阳能的强度也会受各种因素（比如气候、地区、季节等）的影响，所以不可以保持常量。希望通过加强对太阳能的利用以来降低对煤炭、石油和天然气等的依赖性及减少污染。 1.2 染料敏化太阳能电池的特点及太阳能电池的发展 染料敏化太阳能电池的特点包括有制作程序简单，可以方便较大规模的系统化生产；转换效率随温度上升而提升；电池两面均可以吸收光；可以制备出各种颜色的电池；电池制备的时候消耗较少，回收的周期较短；光的利用效率高；缺点：有机染料易变质，缺乏长期稳定性。 从20世纪的60年代开始，一些研究学家就发现一些染料附着在半导体上，在一定条件的下可以产生电流，这种现象的发现被作为光电化学电池的重要基础。到了20世纪的70年代和90年代，大量地研究了各种各样的染料敏化剂与半导体纳米晶光敏化作用的科学家们，最终把目光主要集中在了平板电极的研究上，这一类电极只有再表面附着单层染料，光电转换效率小于1%[1]。最终在1991年的时候，瑞士的M.Grätzel等人[1]在自然界中的光合作用的原理的基础上，创造性的提出了一种最新研究出来的以染料敏化二氧化钛薄膜作为光阳极的光伏太阳能电池，称为M.Grätzel电池。而现在，染料敏化太阳能电池（DSSC）的光电转化效率已经基本可以在13%以上，而它的使用时间也可以达到15～20年，并且它的制作成本只是硅太阳能电池的10%—20%。 1.3 染料敏化太阳能电池的前景和困难 染料敏化太阳能电池与一般的硅晶太阳能电池相比，有着显著的优点[1]： (责任编辑：qin) |