染料敏化电池(Dye-sensitized solar cells,简称DSCs)是一种太阳能电池。它以碘离子/碘体系为电解质,利用有机染料吸收光线产生电荷,最终转化为可用电能。
1.染料敏化电池工作原理
DSCs的工作原理类似于硅太阳能电池,但其具有更高光电转换效率。其工作过程主要包括:①染料吸收阳光中的光子;②电子从染料分子间的共轭π-电子系统中跃迁至染料与半导体TiO2之间的界面,再向TiO2导体带移动;③电子在电路中向外流动,在向电解质还原碘之前,驱动电子设备供给电力。
2.染料敏化电池结构
染料敏化电池由五个主要部分构成:①透明导电玻璃基板;②微孔TiO2薄膜;③染料分子;④电解质;⑤导电聚合物。
3.染料敏化电池优缺点
优点:染料敏化电池具有以下优点:①生产成本低,制作工艺简单;②高光电转换效率,即使在室内或阴天环境下也能正常发电;③轻便、灵活、可弯曲,可以制成各种形状的太阳能电池板。
缺点:染料敏化电池也有其局限性:①稳定性较低,在高温、强光条件下易于退化;②对水分敏感,需要特殊包装;③目前功率密度相对硅太阳能电池稍低。
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