第43卷第11期 当 代 化 工 Vol. 43，No.11 2014年11月 Contemporary Chemical Industry November，2014
收稿日期： 2014-04-28 作者简介： 孙志岩（1986-），男，辽宁锦州人，助教，硕士研究生，2013年毕业于辽宁石油化工大学化学工艺专业。E-mail：zhiyan_s@https://www.doczj.com/doc/7f4715696.html,。
染料敏化太阳能电池中炭对电极的研究进展
孙志岩1，刘 妍2
（1. 辽宁石化职业技术学院， 辽宁 锦州 121000； 2. 中国石油集团东北炼化工程有限公司锦州设计院， 辽宁 锦州 121000）
摘 要：对电极是染料敏化太阳能电池（Dye-sensitized solar cells， SSC）的一个重要组成部分。炭材料以其廉价、高化学稳定性和热稳定性备受研究者们的青睐。近年来，许多研究者将炭材料应用于DSSC，并探究了炭材料对I 3-还原反应活性和对电池效率的影响。主要针对国内外研究者制备炭对电极所使用的炭材料对I 3-还原反应的催化活性和电池效率的影响进行了综述。
关 键 词：染料敏化太阳能电池；对电极；炭材料；电池效率
中图分类号：TQ 031 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2014）11-2388-02
Research Progress in the Counter Electrode for Dye Sensitized Solar Cells
SUN Zhi-yan 1，LIU Yan 2
（1. Liaoning Petrochemical V ocational and Technology College, Liaoning Jinzhou 121000，China ；
2. CNPC Northeast Refining & Chemical Engineering Co.,Ltd. Jinzhou Design Institute,
Liaoning Jinzhou 121000，China ）
Abstract : The counter electrode is an important component for dye sensitized solar cells （DSSC ）. Carbon material has attracted much attention of researchers because of its low cost, high chemical and thermal stability. Recently, carbon materials were applied in the counter electrodes for DSSC by researchers. Moreover, effect of carbon materials on I 3- reduction reaction and the cell efficiency was investigated. In this paper, effect of carbon materials applied in the
preparation of counter electrodes on I 3-
reduction reaction and cell efficiency was analyzed. Key words : DSSC; Counter electrode; Carbon materials; Cell efficiency
太阳能电池是实现光能到电能转换的一种重要的元件。目前已经工业化的硅太阳能电池受硅原料有限和价格因素的影响，其大面积应用已经逐渐受到限制。自上个世纪90年代开始，新型非晶硅薄膜太阳能电池以其成本低、重量轻便于大规模运输、光电能量转换效率较高的优点逐渐吸引了越来越多
的研究者。染料敏化太阳能电池就是其中的一种[1]
。
1991年，瑞士洛桑高等工业学院的M.Gr ?tzel 教授带领的研究小组于《Nature》上首次发表了关于染料敏化纳米晶体太阳能电池的文章。他们采用使用高比表面积的TiO 2纳米晶电极作为光阳极，集催化作用和导电作用于一体的Pt/导电玻璃复合电极作为对电极以较低的成本得到了>7%的光电转化效率，开辟了太阳能电池发展史上一个崭新的时代,
为利用太阳能提供了一条新的途径[2]
。
1 DSSC 的结构及工作原理
DSSC 主要分为三部分: 光阳极、对电极和填充在其间的电解液，DSSC 具有典型的“三明治”结构，其构造见图1。DSSC 的光电转换机理如下：
（1）吸附在TiO 2薄膜表面的染料分子受太阳
光照射由基态跃迁至激发态；
（2）处于激发态的染料分子将电子注入到TiO 2
的导带中；
（3）电子扩散至TiO 2膜与导电玻璃的界面，后流入外电路中；
（4）处于氧化态的染料被I -还原再生，I -失去
电子转化成I 3-离子；
（5）I
3-
离子在对电极接受电子后被还原，
从而
完成一个循环
[3,4]
。
（6）和（7）分别为注入到
TiO 2
导带中的电子和氧化态染料间的复合及导带上的电子和氧化态的
电解质间的复合。
图1 DSSC 的结构示意图
Fig.1 The structure diagram of DSSC