染料敏化太阳能电池设计
摘要：介绍了染料敏化纳米晶二氧化钛太阳能电池的结构,工作原理,技术指标以及二氧化钛纳米膜的制备方法。阐述了敏化纳米晶太阳能电池相比于硅太阳电池的低成本及优于其它光电化学电池的关键技术。讨论了影响NPC电池总的光电转换效率的因素,并对有机染料和无机染料光敏化剂的选择及染料的敏化问题进行了论述,在此基础上提出了将其商业化的一些值得深入研究和需要解决的问题。
关键词：纳米晶二氧化钛；太阳能电池；总光电转换效率；共敏化
染料敏化纳米晶太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cell)又称NPC电池(Nanocry- stalline Photovoltaic Cell)。与传统的太阳能电池的工作原理不同,NPC的载流子是由染料产生的而不是半导体。NPC负极由吸附染料分子的纳米晶薄膜构成。纳米晶颗粒由于粒径小而具有许多特殊的不同于块体材料的性质,形成的膜具有非常大的比表面积,其禁带宽度较宽,不利于直接吸收太阳光。但在其表面上可以吸附大量禁带宽度较窄的染料分子, 通过染料分子的敏化作用,达到有效吸收太阳光的目的。染料共敏化太阳能电池所涉及的两个主要因素就是电极及染料敏化剂,要获得高的光电转换效率必须将焦点集中在电极与染料敏化剂上。因此常采用电池阴极修饰,选择效率更高的染料敏化剂以及染料共敏化等措施来改善NPC电池的性能。
毕业设计说明书目录
1 引言…………………………………………………………………………12
2 原理…………………………………………………………………………12
2．1半导体的导电机制…………………………………………………12
2．2太阳能电池的工作原理……………………………………………14
2. 3 DSSC的结构和基本原理………………………………………… 15
2.3.1 DSSC的结构………………………………………………15
2.3.2 DSSC的基本原理……………………………………………17
3 材料和制备…………………………………………………………………17
3．1纳米TiO2的制备…………………………………………………18
3．2纳米TiO2多孔膜的制备……………………………………………18
3．2．1水热合成法……………………………………………… 21
3．2．2磁控溅射沉积法………………………………………… 21
3. 2. 3 冷压法…………………………………………………… 21
3. 3染料………………………………………………………………… 22
3. 4电解质……………………………………………………………… 22
3. 5对电极和导电基底………………………………………………… 23
4 电池制作流程…………………………………………………………………24
4．1二氧化钛膜的制备………………………………………………… 24
4．1．1方法一………………………………………………………24
4．1．2方法二………………………………………………………24
4．2利用天然染料把二氧化钛膜着色……………………………………24
4．3制作反电极……………………………………………………………24
4．4组装电池………………………………………………………………24
4. 5注入电解质……………………………………………………………25
5 生产工艺………………………………………………………………………25
6 应用设计………………………………………………………………………26
7 结束语…………………………………………………………………………27
参考文献…………………………………………………………………………30
参考文献
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