染料敏化太陽能電池工作原理

染料敏化太陽電池主要是模仿光合作用原理，染料敏化太陽能電池具有類似三明治的結構，將納米二氧化鈦燒結在導電玻璃上，再將光敏染料鑲嵌在多孔納米二氧化鈦表面形成工作電極，在工作電極和對電極（通常為擔載了催化量鉑或者碳的導電玻璃）之間是含有氧化還原物質對(常用I2和I-) 的液體電解質，它浸入納米二氧化鈦的孔穴與光敏染料接觸。

在入射光的照射下，鑲嵌在納米二氧化鈦表面的光敏染料吸收光子，躍遷到激發(fā)態(tài)，然后向二氧化鈦的導帶注入電子，染料成為氧化態(tài)的正離子，電子通過外電路形成電流到對電極，染料正離子接受電解質溶液中還原劑的電子，還原為最初染料，而電解質中的氧化劑擴散到對電極得到電子而使還原劑得到再生，形成一個完整的循環(huán)，在整個過程中，表觀上化學物質沒有發(fā)生變化，而光能轉化成了電能。

染料敏化太陽能電池特點

1、壽命長：使用壽命可達15-20年;

2、結構簡單、易于制造，生產(chǎn)工藝簡單，易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn);

3、制備電池耗能較少，能源回收周期短;

4、生產(chǎn)成本較低，僅為硅太陽能電池的1/5～1/10，預計每峰瓦的電池的成本在10元以內(nèi)。

5、生產(chǎn)過程中無毒無污染;

經(jīng)過短短十幾年時間，染料敏化太陽電池研究在染料、電極、電解質等各方面取得了很大進展。同時在高效率、穩(wěn)定性、耐久性、等方面還有很大的發(fā)展空間。但真正使之走向產(chǎn)業(yè)化，服務于人類，還需要全世界各國科研工作者的共同努力。

染料敏化太陽能電池應用

這一新型太陽電池有著比硅電池更為廣泛的用途：如可用塑料或金屬薄板使之輕量化，薄膜化；可使用各種色彩鮮艷的染料使之多彩化；另外，還可設計成各種形狀的太陽能電池使之多樣化。