色素（染料）敏化复合薄膜太阳能电池

成果与项目的背景及主要用途：

将太阳能转换为电能是目前各国研究的重点, 它具有清洁、不需要燃料、能

广泛的应用于各个领域等优点。由于成本低，转化效率高，染料敏化纳米晶太阳

能电池近年来成为纳米技术和光电转换材料研究领域的热点, 其发展可解决硅

电池原材料紧缺的问题，具有很广阔的发展前景。二氧化钛广泛应用于染料敏化

太阳能电池（DSSC）的制备，但因 TiO2 薄膜结构缺陷的存在，不利于电子的传

输，制约了光电转换效率的进一步提高，可通过制备 TiO2/ZnO 复合薄膜解决这

一问题。采用天然色素（黑果枸杞色素和河湟红花黄色素）或染料对光阳极进行

敏化处理可进一步降低成本，简化工艺流程。该项目成果具有成本低，生产工艺

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简单，生产过程中无污染等优点，比传统硅电池具有更为广泛的用途，可实现太

阳能电池的轻量化、薄膜化，并易于设计成不同形状以满足不同使用环境的需要。

技术原理与工艺流程简介：

染料敏化太阳能电池主要是由纳米晶半导体薄膜、染料敏化剂、氧化还原电

解液、导电基底以及对电极等几部分组成的。染料敏化太阳能电池的原理是源于

光合作用的启发，其具体实现的方式是通过染料分子吸收太阳光中的光能，从而

激发染料分子中的电子变成受激发的状态，通过与之复合的多孔薄膜传导出来。

本项目采用溶胶凝胶法制备 TiO2/ZnO 复合薄膜，染料敏化太阳能电池的主要制

备过程如下：

技术水平及专利与获奖情况：实验室成熟阶段

应用前景分析及效益预测：

生产成本较低，仅为硅太阳能的 1/5~1/10，且使用寿命较长，如进一步提高

光电转换效率，可逐步取代硅太阳能电池。

应用领域：太阳能发电站、电子设备、太阳能建筑等，逐步取代硅太阳能电池