染料敏化太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)與工作原理

1、染料敏化太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)與工作原理染料敏化太陽(yáng)能電池主要由表面吸附了染料敏化劑的半導(dǎo)體電極、電解質(zhì)、Pt對(duì)電極組成，其結(jié)構(gòu)如圖11。圖11染料敏化太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)圖當(dāng)有入射光時(shí)，染料敏化劑首先被激發(fā)，處于激發(fā)態(tài)的染料敏化劑將電子注入半導(dǎo)體的導(dǎo)帶。氧化態(tài)的染料敏化劑被中繼電解質(zhì)所還原，中繼分子擴(kuò)散至對(duì)電極充電。這樣，開(kāi)路時(shí)兩極產(chǎn)生光電勢(shì)，經(jīng)負(fù)載閉路則在外電路產(chǎn)生相應(yīng)的光電流（圖12）。圖12染料敏化太陽(yáng)能電池工作原理圖通過(guò)超快光譜實(shí)驗(yàn)可得出

2、染料敏化太陽(yáng)能電池各個(gè)反應(yīng)步驟速率常數(shù)的數(shù)量級(jí)[12]：①染料(S)受光激發(fā)由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)（S）：Shυ→S②激發(fā)態(tài)染料分子將電子注入到半導(dǎo)體的導(dǎo)帶中：S→Se(CB)，kinj=1010~1012s1③I離子還原氧化態(tài)染料可以使染料再生：3I2S→I32S，k3=108s1研究結(jié)果表明：只有非?？拷黅iO2表面的敏化劑分子才能順利把電子注入到TiO2導(dǎo)帶中去，多層敏化劑的吸附反而會(huì)阻礙電子運(yùn)輸；染料色激發(fā)態(tài)壽命很短，必須與電極緊密