1。4染料敏化太阳能电池组成部分的介绍

主要组成部分包括薄膜电极、染料敏化剂、对电极及氧化还原电解质。

1。4。1 薄膜电极

薄膜电极是染料敏化太阳能电池的关键组成部分，目前集中于阳极半导体材料及改进薄膜结构等方面对该部分进行主要研究。

选择光阳极材料需考虑该材料具有合适能级，其纳米粒子尺寸、形状、表面结构及晶型结构应合适。目前阳极所用半导体材料有：TiO2、ZnO、SnO2、Nb2O5[7-10]中两种复合材料。从电池效果而言，TiO2纳米晶半导体电极既可以保障高的光电转化量子效率，也能够保证高的光捕捉效率，所以本文介绍的薄膜材料为TiO2。

1。4。2 染料敏化剂

染料敏化剂的作用是作为太阳能的吸收物，其光吸收效率在很大程度上影响着电池总光电转化效率。理想的染料敏化剂应在可见光区有较宽的吸收带，并且染料敏化剂应具有和TiO2结合的官能团，这样能使敏化剂与阳极材料更直接，容易转移电子。另外，染料敏化剂要有足够高的氧化还原电势，从而能迅速被还原。本文所用的染料敏化剂为从腊梅花中提取的植物色素。

1。4。3 对电极

在染料敏化太阳能电池中通常采用镀Pt的导电玻璃作为电极。其主要作用是收集和传输电子。考虑其成本问题，本文介绍的电极修饰方法为C修饰。

1。4。4 电解质

电解质在DSSC中主要起传输空穴和再生染料的作用[11]。所以此电解质应具有与染料敏化剂相匹配的能级及较高的离子传输速度。电解质的性质对染料敏化太阳能电池的光电转化效率和稳定性有很大影响。染料敏化太阳能电池中的电解质包括：液体电解质、准固体电解质和固体电解质。

液体电解质的光电转化效率较高。液体电解质组成部分有溶剂、氧化还原电对和添加剂。目前常用还原电对为I-/I3-，金属离子一般选Li+，K+等。虽然液体电解质的染料敏化太阳能电池转化效率高，但缺点是长时间稳定性差。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com

准固体电解质作用机理与液体电解质一样，只是其外观呈凝胶态。与液态相比，准固态挥发性较小，易于封装。

固态电解质是一种p-n异质结空穴传输材料。目前研究方向有：有机空穴传输材料、无机p-n型半导体材料和导电高聚物。

1。5 染料敏化太阳能电池的工作原理

⑴ 染料分子受太阳光照射后由基态跃迁至激发态；

⑵ 激发态的染料分子将电子注入到半导体的导带中；

⑶ 电子扩散到导电基底，逐渐流入外电路；

⑷ 氧化态的染料被还原态的电解质还原再生；

⑸ 氧化态的电解质在对电极接受电子后被还原，从而完成一个循环[12]。

    研究结果表明：能顺利把电子注入到TiO2导带中去的只有非常靠近TiO2表面的敏化剂分子，会阻碍电子运输的反而是由于多层敏化剂的吸附；染料色激发态寿命很短，必须与电极紧密结合，最好能化学吸附到电极上；染料分子的光谱响应范围和量子产率是影响DSSC的光子俘获量的关键因素。