染料敏化太阳电池研究进展及应用前景

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1、1991年在年在Nature发表的论文发表的论文技术突破：在光电极上引入多技术突破：在光电极上引入多孔二氧化钛层孔二氧化钛层转换效率：转换效率：7.1%2010年年最高转最高转换效率换效率突破突破12%染料敏化太阳电池的结构典型染料敏化太阳电池组成：典型染料敏化太阳电池组成：（1）光电极：）光电极：TCO+多孔二氧化钛层多孔二氧化钛层（2）敏化剂：染料）敏化剂：染料(N719/N3)+溶剂溶剂（3）电解质：）电解质：I-/I3-(LiI/I2)+溶剂溶剂（4）对电极：）对电极：TCO+Pt催化层催化层染料敏化太阳电池的工作原理电荷分离机制由由内建电场内建电场实现电荷分离实现电荷分离半导体材料即

2、参与电荷分离，又参半导体材料即参与电荷分离，又参与光子捕获与光子捕获P-N结太阳电池结太阳电池染料敏化太阳电池染料敏化太阳电池由光合作用过程的由光合作用过程的动力学竞争动力学竞争实现电荷分离实现电荷分离半导体材料仅参与电荷分离，不参与光子捕获半导体材料仅参与电荷分离，不参与光子捕获目前从事染料敏化太阳电池研究的国家主要包括：澳大利亚、瑞士、德国、日本、美国、中国、英国等无论从专利的申请数还是论文的发布数，日本最为活跃。日本最为活跃。中国在染料敏化太阳电池的基础研究和产业化研究上都与世界研究水平相接近中国对染料敏化太阳电池研究的贡献 新思路、新方法新思路、新方法 如中国科学院物理所孟庆波课题组孟

3、庆波课题组提出的环境友好的复合电解质；清华大学林红课题组林红课题组提出的新型高效低成本叠层柔性薄膜太阳电池等 材料制备及合成材料制备及合成 在染料合成技术、纳米半导体薄膜研究、电池密封和电极研制上也取得一定的成果，如中国科学院长春应用化学研究所 王鹏课题组王鹏课题组在新型染料研究和离子液态电解质上取得突破，实现自主研发染料C101，效率达到11，基于混合离子液态电解质电池的效率达到8.2 太阳电池组件太阳电池组件 大面积电池组件(40 x60 cm ) 转换效率达5.7%；中科院等离子体物理研究所戴松元课题组戴松元课题组建成的国内首个500瓦染料敏化纳米太阳电池示范电站，转换效率5%中国国家重

4、点基础研究计划和纳米专项中国国家重点基础研究计划和纳米专项(973项目项目)先后三次对染料敏化太阳电池进先后三次对染料敏化太阳电池进行立项，先后在基础科学问题和关键技术问题上取得突破：行立项，先后在基础科学问题和关键技术问题上取得突破：2.染料敏化太阳电池的特点及应用 材料成本较低、制备工艺简单 转换效率随温度上升而提升不同于硅基太阳电池 电池两面均可以吸收光有利于吸收散射光 制备出半透明或不同颜色的电池装饰功能强 质量轻以及可制成柔性器件便于携带 能源回收期较短小于1年 较高的转换效率最高转换效率超出12%（数据来源：2008年M. Grtzel教授的演讲教授的演讲）Roll-to Roll

5、 技术技术太阳电池盆景太阳电池盆景通过调整敏化剂颜色获得的太阳叶通过调整敏化剂颜色获得的太阳叶太阳电池背包太阳电池背包染料敏化太阳电池的特点染料敏化太阳电池的特点Roll-to Roll制造技术制造技术染料敏化太阳电池的特点染料敏化太阳电池的特点转换效率随温度上升而提升转换效率随温度上升而提升染料敏化太阳电池的特点染料敏化太阳电池的特点染料敏化太阳电池作为装饰品做出的“Power Dressing”染料敏化染料敏化太阳电池太阳电池装饰功能装饰功能染料敏化太阳电池的特点染料敏化太阳电池的特点染料敏化太阳电池制成的染料敏化太阳电池制成的“太阳叶太阳叶”太阳叶结构太阳叶结构通过调整敏化剂颜色获得的太

6、阳叶通过调整敏化剂颜色获得的太阳叶染料敏化太阳电池的特点染料敏化太阳电池的特点染料敏化太阳电池制成的手机充染料敏化太阳电池制成的手机充电器电源电器电源质量轻、便于携带质量轻、便于携带染料敏化太阳电池的特点染料敏化太阳电池的特点染料敏化太阳电池在军染料敏化太阳电池在军事领域的应用（美国）事领域的应用（美国）染料敏化太阳电池在汽车上的应用染料敏化太阳电池在汽车上的应用染料敏化太阳染料敏化太阳电池制半透明电池制半透明汽车挡板汽车挡板染料敏化太阳电池作为屋顶的应用染料敏化太阳电池作为屋顶的应用染料敏化太阳电池作为幕墙的应用染料敏化太阳电池作为幕墙的应用染料敏化太阳电池在野外帐篷的应用染料敏化太阳电池在