色素(染料)敏化復合薄膜太陽能電池
成果與項目的背景及主要用途: 將太陽能轉(zhuǎn)換為電能是目前各國研究的重點, 它具有清潔、不需要燃料、能 廣泛的應用于各個領域等優(yōu)點。由于成本低,轉(zhuǎn)化效率高,染料敏化納米晶太陽 能電池近年來成為納米技術(shù)和光電轉(zhuǎn)換材料研究領域的熱點, 其發(fā)展可解決硅 電池原材料緊缺的問題,具有很廣闊的發(fā)展前景。二氧化鈦廣泛應用于染料敏化 太陽能電池(DSSC)的制備,但因 TiO2 薄膜結(jié)構(gòu)缺陷的存在,不利于電子的傳 輸,制約了光電轉(zhuǎn)換效率的進一步提高,可通過制備 TiO2/ZnO 復合薄膜解決這 一問題。采用天然色素(黑果枸杞色素和河湟紅花黃色素)或染料對光陽極進行 敏化處理可進一步降低成本,簡化工藝流程。該項目成果具有成本低,生產(chǎn)工藝 93天津大學科技成果選編 94 簡單,生產(chǎn)過程中無污染等優(yōu)點,比傳統(tǒng)硅電池具有更為廣泛的用途,可實現(xiàn)太 陽能電池的輕量化、薄膜化,并易于設計成不同形狀以滿足不同使用環(huán)境的需要。 技術(shù)原理與工藝流程簡介: 染料敏化太陽能電池主要是由納米晶半導體薄膜、染料敏化劑、氧化還原電 解液、導電基底以及對電極等幾部分組成的。染料敏化太陽能電池的原理是源于 光合作用的啟發(fā),其具體實現(xiàn)的方式是通過染料分子吸收太陽光中的光能,從而 激發(fā)染料分子中的電子變成受激發(fā)的狀態(tài),通過與之復合的多孔薄膜傳導出來。 本項目采用溶膠凝膠法制備 TiO2/ZnO 復合薄膜,染料敏化太陽能電池的主要制 備過程如下:技術(shù)水平及專利與獲獎情況:實驗室成熟階段 應用前景分析及效益預測: 生產(chǎn)成本較低,僅為硅太陽能的 1/5~1/10,且使用壽命較長,如進一步提高 光電轉(zhuǎn)換效率,可逐步取代硅太陽能電池。 應用領域:太陽能發(fā)電站、電子設備、太陽能建筑等,逐步取代硅太陽能電池
天津大學
2021-04-11