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 93天津大学科技成果选编 94 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
天津大学
2021-04-11