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【資料圖】

染料敏化太陽能電池是一種廉價的薄膜太陽能電池，下面我們一起來看看染料敏化太陽能電池原理介紹。

染料敏化太陽能電池原理介紹

結構綜合

它主要由納米多孔半導體薄膜、染料敏化劑、氧化還原電解質、反電極和導電基底組成。納米多孔半導體薄膜通常是金屬氧化物(二氧化鈦、二氧化錫、氧化鋅等)。)，它們聚集在玻璃板上，用透明導電膜作為DSC的負電極。作為還原催化劑，反電極通常在帶有透明導電膜的玻璃上鍍鉑。敏化染料吸附在納米多孔二氧化鈦薄膜表面。陽極和陰極之間填充有含氧化還原對的電解液，I3/I-是最常用的電解液。

工作原理

(1)染料分子經太陽光照射后從基態躍遷到激發態；

⑵激發態的染料分子將電子注入半導體的導帶；

(3)電子擴散到導電襯底，然后流入外部電路；

⑶氧化態染料被還原態電解質還原再生；

⑸氧化態電解質從反電極接收電子后被還原，從而完成一個循環；

[6]和[7]分別是注入二氧化鈦導帶的電子與氧化態染料之間的復合和導帶電子與氧化態電解質之間的復合

結果表明，只有非常靠近二氧化鈦表面的敏化劑分子才能成功地將電子注入二氧化鈦的導帶，但多層敏化劑的吸附會阻礙電子的傳輸；染料色激發態壽命短，必須與電極緊密結合，最好是化學吸附在電極上；染料分子的光譜響應范圍和量子產率是影響DSC光子捕獲能力的關鍵因素。到目前為止，染料敏化二氧化鈦納米晶電極中的電子輸運機制尚不十分清楚，需要進一步研究。

染料敏化太陽能電池的優勢

從經濟角度來說，如果量產的話，電池的成本在5-10元/(峰瓦)[3]左右，而普通硅電池是20-40元/(峰瓦)，所以染料敏化太陽能電池非常適合量產，滿足城市居民和廣大農村的需求，尤其是我國偏遠地區近7000萬人的用電量。

從戰略角度來看，是一個能源消費大國，尤其是電力短缺嚴重影響了經濟的持續穩定發展。然而，核電和火電都需要非常有限的燃料，這也對環境造成了嚴重的污染。因此，應特別重視太陽能這種可再生綠色能源的開發和利用。為經濟、環境和社會的協調發展奠定了良好的基礎。

從實用的角度來看，從染料敏化太陽能電池的結構可以看出，電池由透明導電玻璃、染料和一定顏色的電解質組成，因此可以通過適當選擇染料和電解質的顏色以及二氧化鈦薄膜的厚度來控制整個電池的透光率，使電池可以用作窗玻璃，既可以透光，又可以用作電池。

太陽給了地球多少能量？

太陽能在我國占三分之二，年輻射超過每平方厘米60萬焦耳，地表吸收的太陽能相當于每年17萬億噸標準煤。(煤炭總儲量約6000億噸。)換句話說，地表吸收的太陽能每年可以相當于煤炭總儲量的280多倍。

太陽每年通過大氣層向地球傳輸3×1024焦耳的能量。這種免費清潔的能源是地球發展的可靠保障。據統計，地球上人類每年的能源需求總量達到4.363×1020焦耳左右，也就是說，如果我們能收集到其中的萬分之一到萬分之二，就足夠滿足我們的需求了。

關鍵詞： 太陽能電池

責任編輯：Rex_28