?１２０?材料导报２００６年９月第２０卷第９期
染料敏化太阳能电池研究进展”
杨宏训，黄妙良，韩鹏，姜奇伟，吴子豹，吴季怀
（华侨大学材料物理化学研究所，泉州３６２０２１）
摘要介绍了染料敏化太阳能电池（ＤｓｓＣ）的基本结构、工作原理和影响其光电转换效率的关键材料，如阳极
材料、染料、电解质、阴极材料；综述了各组成部分的研究现状和发展趋势。对于ＩＸＳＳＣ的研究，有序半导体氧化物薄膜的进一步优化，全吸收染料的合成以及高效准固态或固态电解质的应用，对提高电池的整体性能具有重要的意义。此外，还评述了近年来ＤｓＳＣ所面对的问题，展望了其工业化进程。
关键词染料敏化太阳能电池氧化物薄膜阳极材料染料电解质阴极
中图分类号：ＴＢ３８３ＴＢ３４文献标识码：Ａ
ＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎｔｈｅＳｔｕｄｙｏｆＤｙｅ－ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄＳｏｌａｒＣｅｌｌｓ
ＹＡＮＧＨｏｎｇｘｕｎ，ＨＵＡＮＧＭｉａｏｌｉａｎｇ，ＨＡＮＰｅｎｇ，ＪＩＡＮＧＱｉｗｅｉ，ＷＵＺｉｂａｏ，ＷＵＪｉｈｕａｉ
（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＰｈｙｓｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＨｕａｑｉａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｕａｎｚｈｏｕ３６２０２１）
ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｂａｓｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｄｙｅ－ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ（ＤＳＳＣ）
ａｎｄｉｔｓｋｅｙｍａｔｅｒｉａｌｓｗｈｉｃｈｃａｎａｆｆｅｃｔｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｌｉｇｈｔ－ｔｏ－ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇａｎｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓ，
ｄｙｅ，ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅａｎｄｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ａｎｄｉｔｒｅｖｉｅｗｅｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｈｅｄｙｅ－ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄｓｏｌａｒｃｅｌｌｓａｎｄｄｉｓ—ｃｕｓｓｅｓｔｈｅｗａｙｆｏｒｗａｒｄｏｆｉｔｓｓｔｕｄｙ．ＦｏｒｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆＤＳＳＣ，ｔｈｅｆｕｒｔｈｅｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｒｄｅｒｅｄ－ｏｘｉｄｅｔｈｉｎｆｉｌｍｓ，
ｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｔｈｅａｌｌａｂｓｏｒｂｅｄｄｙｅｗｈｉｅｈ
ｃａｌｌｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｌｉｇｈｔｃａｐｔｕｒｅｄａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈｉｇｈｅｒｑｕａｓｉ—ｓｏｌｉｄ－ｓｔａｔｅ
ｏｒｓｏｌｉｄｓｔａｔｅｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｗｈｉｃｈｃａｎｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｌｉｆｅｏｆｔｈｅＤＳＳＣａｎｄｓｅａｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｉｌｌｉｍ—ｐｒｏｖｅｔｈｅｗｈｏｌｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅＤＳＳＣ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆ
ｔｈｅＤＳＳＣａｒｅａｌｓｏｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ
ｄｙｅ－ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ，ｏｘｉｄｅｔｈｉｎｆｉｌｍｓ，ａｎｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｄｙｅ，ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ，ｃａｔｈｏｄｅ进入２１世纪，伴随着人类文明的进一步发展、世界人口的剧烈增长，引发的能源危机和环境污染成为亟待解决的严重问
题，使人类对清洁新能源的开发利用有了更大的需求。太阳能
作为一种可再生能源，具有其它能源所不可比拟的优点：取之不
尽、用之不竭；不会造成生态环境污染；成本较低、功率巨大等。
太阳能电池是开发利用太阳能最有效的方法之一，目前已经商
业化的硅太阳能电池，由于对材料的纯度要求较高，工艺复杂，
成本昂贵，限制了它的普及和广泛应用。而２０世纪９０年代发
展起来的染料敏化太阳能电池具有廉价、高效、制作工艺要求
低、寿命长的优点，迅速成为广大科学工作者研究的热点和重
点，对它的研究将有利于缓解当今能源危机和环境污染的问题，
具有非常重要的现实和长远意义［１￣３］。本文介绍了ＤＳＳＣ的基
本结构、工作原理，综述了各个组成部分目前的研究现状及发展
趋势，展望了其工业化的进程。１染料敏化太阳能电池的基本结构和工作原理染料敏化太阳能电池主要由：染料敏化的二氧化钛或其它半导体氧化物纳米薄膜、电解质以及阴极组成的“三明治”式结
构，如图１所示。
图１ＩｌＳＳＣ的结构嘲吸附染料的纳米多孔氧化物薄膜是太阳能电池的核心部分，对薄膜材料的研究主要集中于Ｔｉ０２；也有用其它宽禁带半导体氧化物的，如Ｚｎ０Ｅ４“］、Ｓｎ０２［７｜、Ｎｂ２０５［引、Ａ１２０３［９１等。目
前广泛使用的液体电解质由Ｉ一／Ｆ电对、有机溶剂以及添加剂
组成［１…。镀铂导电玻璃片上的铂原子簇可以很好地起到催化
剂的作用，作为阴极引起的电势损失较小，有利于提高ＤＳＳＣ的
光电转换效率［１１｜。＊国家自然科学基金资助项目（Ｎｏ．５０３７２０２２，Ｎｏ．５０５７２０３０）；福建省自然科学基金资助项目（Ｎｏ．Ｅ０２１００２３，Ｎｏ．Ｅ０１１００２６）杨宏训：男，１９７７年生，硕士，从事光电功能材料研究
吴季怀：通讯联系人Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｈｗｕ＠ｈｑｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
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