染料敏化太陽能電池高原植物染料敏化劑的提取與共敏化研究.pdf

1、在太陽能電池中，染料敏化太陽能電池（Dye-Sensitized Solar Cells，簡稱DSC）是一種新型的太陽能電池，它是1991年由瑞士科學(xué)家Michael Gr?tzel和Brian O，Regan發(fā)明的。DSC經(jīng)過20多年的發(fā)展光電轉(zhuǎn)換效率得到了穩(wěn)步的提高，1997年報(bào)道的最高效率為7.1％，目前文獻(xiàn)報(bào)道的最高效率為13%。但其還未能達(dá)到大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化，其中一個(gè)非常重要的原因是大多數(shù)DSC中的敏化劑均以人工合成染料為主，而

2、人工合成染料含有貴金屬元素，合成過程復(fù)雜，分離困難，成本高，且污染環(huán)境，致使其大規(guī)模推廣使用受到限制。近年來天然染料以其來源廣泛，提取方法簡單，成本低廉，摩爾吸光系數(shù)高，且無環(huán)境污染，已成為染料敏化劑領(lǐng)域研究的新熱點(diǎn)。青海具有海拔高、紫外線照射時(shí)間長、擁有許多青藏高原特有的植物等特點(diǎn)，因而研究開發(fā)高原天然染料敏化劑具有非常突出的地域優(yōu)勢。以青藏高原普遍存在的格桑花染料作為DSC的敏化劑，對其光電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。
　　1、從四種

3、高原植物—菠菜、金蓮花、喇叭花和格?；ㄖ刑崛√烊蝗玖?，并對其進(jìn)行光吸收性能測試。以格?；ㄈ玖虾筒げ巳玖戏謩e作為敏化劑組裝DSC，并對其光電性能和兩中染料在TiO2表面的吸附方式進(jìn)行了研究。
　　2、采用柱色譜對格?；ㄈ玖线M(jìn)行分離，對分離所得各組分的光、熱穩(wěn)定性能進(jìn)行了研究。以光、熱穩(wěn)定性能良好的組分為敏化劑組裝DSC，并對其光電性能進(jìn)行研究。
　　3、采用花青素和β-胡蘿卜素作為敏化劑，研究了共敏化方式對DSC光吸收性能和電

4、池性能的影響。討論了共敏化比例、共敏化濃度和共敏化時(shí)間對DSC光電性能的影響，發(fā)現(xiàn)花青素和β-胡蘿卜素共敏化的最佳敏化條件為體積比1:1，時(shí)間為15 min，濃度為花青素11.53 mg/mL，β-胡蘿卜素1.18 mg/mL。
　　4、采用電化學(xué)方法研究了花青素、β-胡蘿卜素、兩者混合物和添加了共吸附劑分子的混合物的能級位置，并分析不同溶液與TiO2薄膜以及電解液間的能級匹配關(guān)系，在此基礎(chǔ)上討論了共敏化的機(jī)理和脫氧膽酸對天然染料