截至2013年，经探测得知寰球石油、煤炭、天然气残余可采储量分别为2382亿吨、8915亿吨和186万亿米，折算成标准煤合计1。2万亿吨。照着目前世界平均开采强度来看，寰球石油、煤炭和天然气分别还可开采53年、113年和55年[2]。

鉴于可预见化石燃料的日益干涸问题，侧重开发清洁燃料已成为多数国家的共同观点。太阳能作为众多新能源中来源稳定、环境友好从而备受关注。

太阳能是来自太阳的辐射能量。它是由太阳内部氢原子爆发氢氦聚变释放出巨大核能而迸发的。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但已高达173000 TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤燃烧后的热量，每秒照射到地球的能量则为49940000000 J[3]。太阳能作为一种取之不尽、用之不竭、无污染的天然绿色能源成为最有希望的能源之一。

1。2 太阳能电池的分类

目前对于太阳能的研究、利用已倾向于系统化，主要太阳能电池有以下几种：硅系太阳能电池、有机太阳能电池、化合物薄膜太阳能电池和染料敏化太阳能电池（DSSC)[4]。

目前发展较为成熟、应用较多的是硅系太阳能电池。主要分类有单晶硅、多晶硅和非晶硅太阳能电池。单晶硅太阳能电池利用纯度较高的半导体单晶硅。虽然其转化效率较高，但原材料要求高、价格昂贵，使电池成本过高。多晶硅太阳能电池采用低等级半导体多晶硅或专用铸造多晶硅等材料制作，比单晶硅成本低，而且转化效率相近。非晶硅太阳能电池采用一种不定形晶体结构半导体，对光吸收效果好。但其构造缺点较多，所制得的电池效率低并且存在衰减问题。

有机太阳能电池以聚合物作为电极材料。目前对大规模利用有很大潜力，其优点有膜材料取材广泛、成本低、柔性好、可弯曲等。目前有三种结构，分别是单质结构、p-n异质结构、p-n本体异质结构。单质结构光电缺陷是转化效率低，原因在于电子与空穴在一种材料中传输因而复合几率较大。p-n异质结构具有给体-受体异质结构存在，所以该结构比单质结构光电转化效率高。p-n本体异质结构具有很大开发潜力。但有机太阳能电池自问世以来，光电转化效率一直不高。文献综述

除了硅系电池外，目前研究半导体材料包括GaAs、CdS、CdTe和CuInSe2薄膜电池等[5]。镉类半导体化合物如CdS、CdTe被认为是稳定、高效、便宜的薄膜材料，但由于其剧毒性可能造成环境污染。铜铟硒类化合物电池主要指Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ 基化合物CuInSe2（简称CIS）以及其合金系统。因为CIS及其合金在沉积易形成大晶粒，使晶粒不活泼，所以电池不存在光致衰退问题。但在生产中在于铟和硒都是稀有元素，供应困难及成本较大。GaAs是Ⅲ-Ⅴ族化合物典型电池材料，可吸收大部分太阳光谱、具有电池转化效率温度稳定，抗辐射性能好等优点。但在工业生产中材料相对于硅系更昂贵。

染料敏化太阳能电池所利用的薄膜材料价钱低廉、制作工艺简略、环境友好，成为继硅系以后又一令人瞩目的太阳能电池。下文主要介绍的即是染料敏化太阳能电池的结构，工作原理及制备过程。

1。3 染料敏化太阳能电池

在20世纪60年代，德国科学家Tributsch在半导体材料上吸附染料，发现在特定条件下有电流产生，为染料敏化太阳能电池发展奠基理论基础[6]。

染料敏化太阳电池主要原理是模仿植物光合作用，是当前研究的一种新型太阳能电池。

自从1991年瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）M。 Grätzel教授领导的研究小组在该技术上的突破以来，欧、美、日等发达国家投入大量资金研发。