纳米晶化学太阳能电池

纳米晶TiO2工作原理:染料分子吸收 太阳光能跃迁到激发态，激 发态不稳定，电子快速注入到紧邻的 TiO2导带，染料中失去的电子则很快从电解质中得到补偿，进 入 TiO2导带中的电于最终进入导电膜,然后通过外回路产生光电流。

以染料敏化纳米晶体太阳能电池(DSSCs)为例，这种电池主要包括镀有透明导电膜的玻璃基底，染料敏化的半导体材料、对电极以及电解质等几部分。

如图所示，白色小球表示TiO2，红色小球表示染料分子。染料分子吸收太阳光能跃迁到激发态，激发态不稳定，电子快速注入到紧邻的TiO2导带，染料中失去的电子则很快从电解质中得到补偿，进入TiO2导带中的电于最终进入导电膜,然后通过外回路产生光电流。

纳米晶TiO2太阳能电池的优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能。其光电效率稳定在10%以上，制作成本仅为硅太阳电池的1/5~1/10.寿命能达到20年以上。但由于此类电池的研究和开发刚刚起步，估计不久的将来会逐步走上市场。

书名: 染料敏化纳米晶太阳能电池

关键词:染料 敏化 纳米材料 半导体晶体 太阳能电池 杨术明

分类: 工业技术 >独立电源技术(直接发电)

本书较全面系统地讨论了染料敏化纳米晶太阳能电池研究的各个方面。主要内容包括:太阳能电池及染料敏化太阳能电池的基本原理、半导体纳米粒子及纳米晶薄膜的制备及性质、染料的合成及性质、电解质中及对电极上的电子转移、染料敏化太阳能电池机理研究、超快光谱技术及其……

第1章 太阳能电池概况

1.1 引言

1.2 太阳能电池的种类

1.3 半导体能带结构概念

1.4 半导体能带位置的测定方法

1.5 半导体的掺杂

1.6 光与半导体的作用

1.7 半导体的PN结

1.8 固态太阳能电池的光伏过程

第2章 染料敏化纳米晶太阳能电池基本原理

2.1 半导体-溶液界面

2.2 半导体的导带及价带的测定方法

2.3 染料敏化半导体表面以及光诱导电荷分离

2.4 染料敏化太阳能电池工作原理

2.5 染料敏化太阳能电池的测试方法

第3章 半导体纳米粒子与纳米晶薄膜

3.1 半导体纳米粒子的特性

3.2 半导体纳米粒子的制备方法

3.3 二氧化钛纳米晶薄膜的制备方法

3.4 二氧化钛纳米晶及其薄膜的表征方法

3.5 薄膜的表面电子能谱技术

第4章 染料敏化太阳能电池的敏化剂

4.1 染料敏化剂的概况

4.2 染料敏化剂的特点

4.3 敏化剂的种类

4.4 光敏染料的性质研究

第5章 氧化还原电解质及对电极

5.1 染料敏化太阳能电池的电解质体系

5.2 电解质中的电子转移反应

5.3 对电极上的电子转移反应

5.4 电解质中Li+的影响

5.5 4-叔丁基吡啶(TBP)的影响和作用机理

5.6 染料敏化太阳能电池空穴传输材料研究进展

第6章 染料敏化纳米晶太阳能电池的机理研究

6.1 光诱导电子转移反应

6.2 TiO2纳米晶薄膜电极的光电化学性质

6.3 TiO2纳米晶薄膜电极中的电子输运过程

6.4 TiO2纳米晶薄膜电极与电解液界面的复合反应

第7章 超快光谱及染料敏化太阳能电池中的电子注入

7.1 超快光谱简介

7.2 超短光脉冲与实验方法

7.3 染料与半导体纳米晶薄膜间电子注入研究

第8章 半导体纳米晶及薄膜光电化学体系的研究

8.1 硫化物复合敏化TiO2纳米晶膜电极的光电化学研究

8.2 N3敏化Sr2+表面修饰TiO2纳米晶膜电极光电化学

8.3 染料敏化稀土离子修饰TiO2纳米晶电极的光电化学性质

8.4 InSe纳米粒子的光物理化学性质研究

参考文献