单晶二氧化钛纳米线的制备及其在柔性染料敏化太阳能电池中的应用
化学中的染料敏化太阳能电池
化学中的染料敏化太阳能电池太阳能电池是一类利用太阳能将光能转化为电能的电池。
其中，染料敏化太阳能电池（DSSC）以其高效率和低成本而备受关注。
它的制造过程和材料选择都相对简单，同时使用生物可降解的有机材料，具有很高的可持续性和环境友好性。
DSSC主要是由一个光敏染料吸收阳光，产生电子，然后通过导电材料（通常是二氧化钛）将电子传递到电解质中，最终达到电流的效果。
DSSC的光敏材料包括天然染料、合成染料和无机半导体材料。
天然染料来自植物、动物、微生物及其代谢产物等，比如硫菌素。
其中，叶绿素是目前最常用的天然染料。
它吸收太阳光的光谱范围与DSSC的光谱响应相当。
虽然天然染料的光电性能较弱，但它们的可再生性好且环境友好。
除了天然染料之外，还有很多合成染料可用于DSSC。
如OL1、Z907、MK-2和RuP，它们的光电性能比天然染料要好。
RuP是DSSC中最常用的染料之一，因其在阳光下产生宽波长的吸收，同时其吸收峰在可见光区，因此比其他染料更适合用于太阳能电池。
无机半导体材料包括氧化钛、锌氧化物和氧化锌，这些材料吸收光子激发电子的能力比染料更强，但它们的电导率较低，需要添加导电剂以提高电导率。
DSSC中除了染料外，导电材料和电解质也很关键。
传统的导电材料二氧化钛可以制备成不同形态，例如单晶、多晶、纳米线和纳米颗粒等。
其中纳米晶二氧化钛是应用最广泛的一种，因为它兼具光吸收效果和电子传输效果，同时具有高度的表面积和光敏性。
电解质对DSSC的性能影响也很大。
传统的电解质是六甲基二氧苯基氰化铁（N719），但是它有毒，因此不太适合用于环境友好型的DSSC。
因此近年来人们开发出了非连续电解质和有机盐型电解质，这些新型电解质对环境影响小，但是电子转移速率相对较低。
DSSC的优点在于其制造工艺比其他太阳能电池简单，且成本更低。
此外，DSSC中使用的有机材料和染料可生物降解，因此有较好的可持续性和环境友好性。
但DSSC目前的效率还有待提高，同时它的稳定性也是一个问题，需要进一步改进。
纳米二氧化钛的制备及其在太阳能电池中的应用
摘要 静 电纺丝是一种简单 而常 用的制备纳米线 的方法。为 了得到具有均匀颗粒 以及 附着性 良好 的薄膜从 而 应 用 于 染料 敏 化 太 阳 能 电池 光 阳极 ． 用 在 电 纺 丝 前 驱 体 溶 液 中加 入 乙醇 胺 的 方 法 ， 功 制备 了与 衬底 附 着 良好 的 采 成 Ｔｉ 纳米晶薄膜 ． Ｏ 并制备 了不同厚度的 Ｔ（！ ｉ 纳米晶薄膜． 细探讨 了 ＴＯ ） 详 ｉ 膜的厚度对电池各个重要参数 的影响。
极 ， 主要 南纳 米 品 氧 化物 半 导 体 表 面 吸 附染 料 构 成 ， 中纳 米 其 其 晶 氧化 物 半 导体 自Ｎ 备 成 为研 究 的一 大 热 点 。纳 米 晶氧 化 物 半 ｇ ， 导 体 制 备 的 方 法 有 很 多 种 如 溶 胶 凝 胶 法 ２ 四氯 化 钛 水 解 ． ３、 法 ｌ、 粉末 涂 敷 法 ５７、 水热 结 晶法 和 电 化 学 沉 积 法 － 。此 ｕ 等 外 ， 用 模 板 法 制 备 ＴＯ 采 ｉ！纳 米 棒 ” 和 采 用 阳极 氧 化 法 制 备
关 键 词 静电纺丝 乙醇胺 均匀纳米颗粒 太阳能电池
Ｐｒ ｐａ ａ ｉ ｎ ｏ ｎ ｔ ｎｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｔｏ ｆ Ｎａ ｏ Ｔｉａ ａ ａ ｄ Ｉ ｓ Ａｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｉ ｏ ａ ｌｓ ｌｃ ｔｏ ｎ Ｓ ｌ ｒＣｅｌ
Ｗ Ｕ Ａ ｕ ，ＺＨＡＮＧ ｎ ｚ ｅ Ｉｈ ｉ Ｙｏ ｇ ｈ ，ＨＡＮ ｚ ｏ ｇ，ＫＡＮＧ ｉｉｇ，ＺＨＡＯ ｉｎ ｕ ，ＸＩ ｑｎ Ｌｉｈ ｎ Ｃｕｐｎ Ｊａ ｇ ｏ Ｅ Ｅｒ ｉｇ
（ ｃ ｏ ｌ ｆＰ ｙ ｉａ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ，ｍｎ ｈ ｕ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ， ａ ｚ ｏ ３ ０ ０ Ｓ ｈ ｏ ｈ ｓｃ ｌ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｉ ｚ ｏ ｉ ｅ ｓｔ Ｌ ｎ ｈ ｕ ７ ０ ０ ） ｏ Ｓ ｙ
二氧化钛纳米管复合薄膜电极制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用_王育乔
Preparation and its application of titania nanotube composite film electrodes in dye-sensitized solar cells
W ang Y uq iao1, 2 Sun Y uem ing1, 2 D a iY unqian1 Song Bo1
C = 170 7A - 0 907 2
( 1)
式中, C 为染料浓度; A 为溶 液在 510 nm 处吸光
度. 将敏化电极解吸附后的溶液进行吸光度测试,
并根据方程 ( 1) 计算电极对染料的吸附量.
图 3 500 烧结 1 h之后 的样品粉末衍射图
如图 4( a) 所 示, 在 浸泡染 料自组 装过 程中, T iNT 3表面 OH 与染料 N 719配体上的 COOH 相结合形成酯键 [ 3] . 通过化学键的作用, 染料与纳 米电极之间可以牢固结合, 同时为染料激发态电子 向电 极传 输提 供了 电 子通 道. 图 4 ( b ) 中 1 630 cm - 1有一吸 收峰为 T iN T 3 表面 的 OH 峰. 染料 N 719在可见 光范围内 ( 512 nm ) 有吸 收峰, 3 300 cm - 1处的吸收峰为复合纳米氧化物在空气中吸附 水分而形成的.
第 38卷第 1期 2008年 1月
东南大学学报 (自 然科学版 )
JO U RNA L O F SO U THEA ST U N IV ER S ITY ( N atural S cien ce Ed ition)
V o l 38 No 1 Jan. 2008
二氧化钛纳米管复合薄膜电极制备 及其在染料敏化太阳能电池中的应用
收稿日期: 2007-08-09. 作者简介: 王育乔 ( 1977 ) , 男, 博士生; 孙岳明 ( 联系人 ) , 男, 博士, 教授, 博士生导师, sun@ seu. edu. cn. 基金项目: 国家重点基础研究发展计划 ( 973 计划 ) 资助项目 ( 2007C B936300) 、江苏省高技术研究资助项目 ( BG 2005034) 、东南大学 优秀博
染料敏化太阳能电池中的应用
。染料敏化太阳能电池由 TiO2纳米多孔薄膜、染
、电解质、对电极和导电基 料分子（吸附在 TiO2表面） 底等部分组成。作为光阳极，纳米氧化钛薄膜是电荷 分离和传输的载体， 因此在 DSCs中起着至关重要的作 用。由于无序堆积的纳米 TiO2颗粒多孔膜具有较多的 缺陷，造成电子在多孔膜中的扩散速度变慢，造成光 阳极中的电子与氧化态电解质和染料的复合，从而降 低了注入电子的收集效率。近年来，一维 TiO2纳米线 结构在 DSCs中的应用受到了广泛关注。 相比无序的纳 米颗粒结构，一维有序的 TiO2纳米线结构为电子从注 入到透明导电（ TCO）玻璃电极提供了直接的通道， 并有可能提高 DSCs的电荷收集效率 。另一方面，对 TiO2纳米晶表面包覆具有较高导带位置的半导体或绝 缘层（ Al2O3 、 MgO 等）形成核 - 壳复合结构，也可以 有效 DSCs的光电性能
染料敏化太阳能电池（ Dye-sensitized solar cells， DSCs） 作为一艺简单等优点而成为研究热 点
[1,2]
1.1
薄膜的制备 TiO2 纳米线阵列薄膜的制备参照 Wang[7] 所使用
的水热法：将钛板基底（ 99.99%）抛光后 , 用高纯水 反复冲洗几次，烘干。配制 10 mol·L-1 NaOH 的水溶 液， 将钛板置于以聚四氟乙烯为内衬的水热釜中 (填充 度 75%)，放入烘箱中加热至 180 ℃，保温 3~6 h。然 后，将其浸入到 0.1 mol/L HCl 溶液中 12 h，纳米线薄 膜从钛板基底脱落下来。用去离子水清洗薄膜后，将 纳米线薄膜转移到 TCO 玻璃电极上， 450 ℃烧结 2 h 得到 TiO2 薄膜电极。 将 TiO2 薄膜电极浸入 0.05 mol/L 的 Mg(NO3)2 的 乙醇溶液， 30 s 后取出， 450 ℃烧结 20 min，得到 MgO/TiO2 复合薄膜电极。 1.2 电池的组装与测量 将 TiO2薄膜和 MgO/TiO2复合薄膜电极放入 N719 dye (Bu4N)2[Ru(dcbpyH)2(NCS)2](Kojima Chemicals Co. Ltd., Saitama, Japan)的乙醇溶液， 浸泡 20 h后取出， 得到制备 DSCs的光阳极。采用镀 Pt导电玻璃为对电 极，以含 0.3 mol/L LiI、 0.03 mol/L I2和 0.5 mol/L TBP 的乙腈溶液为电解液，组装电池。将电池放在用模拟 太阳光 (氙灯， AM1.5, Thermo Oriel 91192–1000, Oriel, Newport , USA)下照射，测定电池的 I-V特性曲线，获 得电池的开路电压 (Voc)、短路电流 (Jsc)、填充因子 (FF) 以及电池的光电转换效率 (η)等参数。 （ SEM， JSM-6406LV， TiO2纳米线薄膜用扫描电镜
CNT@C-TiO2复合物制备及其在染料敏化太阳能电池中应用的开题报告
CNT@C-TiO2复合物制备及其在染料敏化太阳能电池中应用的开题报告一、研究背景和意义随着科技的不断发展，新能源技术也在不断推陈出新。
太阳能电池是一种利用太阳能进行电能转换的电子器件，具有环保、可再生、高效等优点。
然而，目前太阳能电池的价格较高，效率也较低，限制了其在大规模应用中的发展。
染料敏化太阳能电池（DSSCs）是目前较为成熟的太阳能电池技术之一，其核心是采用染料吸收太阳光子，将其转化为电能。
然而，DSSCs 的效率还有待提高，主要瓶颈在于染料的稳定性和效率。
近年来，CNT@C-TiO2 复合材料作为一种新型的染料敏化太阳能电池材料引起了人们的重视。
二、研究内容和方法CNT@C-TiO2 复合材料作为一种新型的染料敏化太阳能电池材料具有良好的光伏性能和稳定性，因此本研究的主要目的是制备 CNT@C-TiO2 复合材料，并研究其在染料敏化太阳能电池中的应用。
具体实验步骤如下：1. 制备 CNT@C-TiO2 复合材料：采用高温煅烧法制备 CNT@C-TiO2 复合材料，通过改变制备方法中的温度和时间来调节复合材料的物化性质。
2. 表征复合材料：采用红外光谱（IR）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等技术对复合材料的结构、形貌等进行表征。
3. 构建染料敏化太阳能电池样品并测试电池性能：采用 FTO 基底和TiO2 薄膜作为阳极电极，采用 CNT@C-TiO2 复合材料作为电解液染料，组装DSSCs 样品并测试其光电转换性能（包括光电转换效率、开路电压、填充因子等）。
三、预期成果和意义本研究旨在制备 CNT@C-TiO2 复合材料，并研究其在染料敏化太阳能电池中的应用。
预期成果如下：1. 成功制备 CNT@C-TiO2 复合材料，并优化了其物化性质。
2. 详细表征复合材料的结构、形貌等。
3. 构建了 DSSCs 样品，并测试了样品的光电转换性能。
4. 探讨了 CNT@C-TiO2 复合材料在染料敏化太阳能电池中的应用及其在提高太阳能电池效率和稳定性方面的潜力。
染料敏化纳米TiO2太阳能电池的研究进展
染料敏化纳米TiO2太阳能电池的研究进展摘要：本文综述了染料敏化纳米TiO2太阳能电池的研究概况，阐述了染料敏化纳米晶TiO2太阳能电池的结构及其原理, 对影响其光电转换效率的关键因素，如纳米TiO2膜、敏化染料、电解质等做了探讨。
同时介绍了TiO2纳米薄膜的一些制备方法。
最后对太阳能电池所面临的问题进行讨论, 并提出今后的研究方向。
关键词：TiO2；太阳能电池；染料敏化；纳米薄膜1、引言能源危机与环境污染是人类在21世纪面临的两大挑战, 开发和利用可再生绿色能源已成为人类社会所面临的重大课题。
近几年来, 很多国家已投入大量资金从事太阳能电池的研究和开发工作, 用单晶或多晶硅膜制备的太阳能电池其最高效率可达20%以上, 但成本过高。
开发低成本光电活性材料, 对充分利用太阳能资源有重要意义, 目前ZnO、CdS、CdSe、CdTe、Fe2O3、SnO2、TiO2等许多化合物被用于光电转换。
虽然CdSe、CdTe等光电池有一定的应用前景, 但它们是剧毒物质, 容易对环境带来危害。
TiO2染料敏化电池( Dye-Sensitized Solar Cell, 简称DSSC)则彻底摒弃了传统的硅电池工艺, 它的最大优势是廉价的成本以及非常简单的制作工艺, 因此有很好的应用前景, 其制备与应用研究受到各国学术界的重视, 并成为化学和材料科学研究的前沿领域。
2、染料敏化电池的结构及工作原理2.1 染料敏化电池的基本结构染料敏化太阳能电池主要由导电玻璃、纳米多孔TiO2膜、敏化剂和电解质等部分组成。
导电玻璃的内侧镀有0.5～0.7μm氧化铟锡透明膜, 方块电阻为10～20Ω, 透光率大于85%。
光阴极还可镀上一层Pt(约5～10μg·cm-2), Pt层对光的反射不仅提高了太阳光的吸收率, 还有助于提高电子的收集效率。
TiO2膜为具有高比表面积的纳米多孔薄膜, 一般厚度约为10μm 左右。
DSSC电池选用的敏化剂可以选择有机染料或无机染料。
【开题报告】柔性染料敏化太阳能电池中二氧化钛电极制备
开题报告物理学柔性染料敏化太阳能电池中二氧化钛电极制备一、选题的背景与意义能源危机与环境污染是人类在21世纪面临的两大挑战, 开发和利用可再生绿色能源已成为人类社会所面临的重大课题。
太阳能电池是人类利用太阳能解决未来能源危机的有效途径之一。
染料敏化太阳能电池由于其成本低、制作简单等优点成为当前的热点之一。
柔性染料敏化太阳能电池中TiO2电极是染料敏化太阳能电池关键组成部分,是吸收太阳能光子并转换成电子的主体,其性能好坏决定了DSSC的整体性能。
由于柔性电极组成的DSSC光电效率普遍较低, 因此只有提高柔性电极的光电性能才能满足DSSC的实际应用需要。
另一方面,目前柔性电极缺乏长期的稳定性, 因此还需提高柔性电极的稳定性和寿命等性能。
二、研究的基本内容与拟解决的主要问题用TiO2浆料制备出平整的TiO2薄膜电极，组装染料敏化太阳能电池，对光电转换效率进行测量。
寻找氨水和二氧化钛粒子的最佳配比。
分析加入氨水可以提高电池效率的原理。
三、研究的方法与技术路线1.熟练掌握用TiO2浆料制备TiO2薄膜的方法，制备出平整的TiO2薄膜。
2.组装染料敏化太阳能电池，对光电转换效率进行测量。
3.在浆料中添加氨水，结合电池的光电转换效率，寻找氨水和二氧化钛粒子的最佳配比。
四、计划进度1.2010.11-2010.12 阅读文献，翻译英文文献，撰写文献综述及开题报告。
熟悉实验室的各项操作，理解实验原理，初步进行薄膜制备。
2.2010.12-2011.03在浆料中添加适量氨水，提高太阳能电池的转换效率。
3.2011.03-2011.04 分析实验数据，撰写论文。
主要参考文献：1. N. G. Park, K. M. Kim, M. G. Kang, K. S. Ryu, S. H. Chang and Y. J. Shin, ChemicalSintering of Nanoparticles: A Methodology for Low-Temperature Fabrication of Dye-Sensitized TiO2 Films，Advanced Materials, 2005, 17, 2349-2353.2.H. Chang, T. L. Chen, K. D. Huang, S. H. Chien and K. C. Hung, Fabrication of highly efficient flexible dye-sensitized solar cells，Journal of Alloys and Compounds, 2010, In Press, Corrected Proof.3.林红，低成本染料敏化太阳能电池的机遇和挑战，先进材料工业，2010,6,414.张合，卓清松，简淑华，陈韦安，电泳沉积法制备多层膜染料敏化太阳能电池，过程工程学报，2010,10,1135.冯蕾，程永清，秦华宇，罗东卫，染料敏化T iO2太阳能电池的研究进展，材料开发与应用，2009,03,816.王青，夏咏梅，何祖明，李新丽，乜伟，徐莺歌，染料敏化太阳能电池光阳极及其敏化研究进展，科技导报，2009,27(1),907.王松，于忠臣，刘继伟，戴春雷，张雷，染料敏化太阳能电池柔性TiO2电极的研究进展，激光与光电子学进展，2010,47,0731018.王仁博，胡志强，梁俏，周红茹，康姣，柔性染料敏化太阳能电池TiO2涂层电极的制备及性能研究，大连工业大学学报，2010,29,2019.庄东填，林红，李鑫，李建保，染料敏化太阳能电池中TiO2 光阳极的包覆效果，硅酸盐学报，2010,38,184810.李丽，张贵友，陈人杰，DorinaWa lther，陈实，吴锋，染料敏化太阳能电池用TiO2 薄膜电极的改性制备及光电化学性能，高等学校化学学报，2009,30,224711.赵晓冲，杨盼，林红，李鑫，许晨阳，李建保，柔性染料敏化太阳能电池材料制备工艺参数的优化，硅酸盐学报，2009,38,2512.肖尧明，吴季怀，李清华，谢桂香，岳根田，叶海峰，兰章，黄妙良，林建明，柔性染料敏化太阳能电池光阳极的制备及其应用，科学通报，2009,54,2425。
染料敏化太阳能电池的研究与应用
染料敏化太阳能电池的研究与应用染料敏化太阳能电池，又称为Grätzel电池，是一种新型的太阳能电池，它采用了新型的敏化物质，能够将太阳能转化成电能，并且具有透明、柔性、低成本等优点。
近年来，染料敏化太阳能电池在绿色能源领域受到了广泛关注和研究。
本文将从染料敏化太阳能电池的原理、研究进展和应用前景三个方面进行探讨。
一、染料敏化太阳能电池的原理染料敏化太阳能电池是一种基于光电化学原理的能量转化装置。
它将太阳辐射吸收并转化为电能，使之成为一种更加可用的能源形式。
该电池的基本结构由透明导电玻璃、染料敏化剂、电解质、对电极和光敏电极组成。
其中，染料敏化剂是关键的能量转化介质，其作用是：吸收太阳光，在激发状态下电子跃迁至导电材料上，从而形成电荷的分离和运输。
电解液则提供了离子的传输通道，以维持电荷平衡。
光敏电极和对电极分别接受电荷，建立电势差，形成电流。
并且，由于特殊的电极材料和导电液体，这种电池可以向两个方向输出电流，进而光伏效率得到提高。
二、染料敏化太阳能电池的研究进展染料敏化太阳能电池由于其结构简单、成本低廉、灵活透明等优点受到了广泛关注。
自1972年O'Regan和Grätzel教授首次提出Grätzel电池后，研究者们对它的改进和优化不断进行，目前已经取得了较为丰富的研究成果：1、液态电解质Grätzel电池。
1985年，Tennakone等人利用溶于有机溶剂中的银离子/亚铁氰酸盐作为电解质，制备出稳定的液态Grätzel电池。
分别于对电极和光敏电极上采用铂和钾硝酸，其效率可达到5.2%。
2、固态电解质Grätzel电池。
为了克服液态电解质Grätzel电池中电解液泄漏的问题，研究者们又发展出了固态电解质Grätzel电池。
2000年，Zakeeruddin等人在TiO2纳米晶膜上涂覆了含PbI2等离子体和2,2',7,7'-四-(甲基丙烯酸乙酯)氧合物作为电解质的Grätzel电池，其效率高达7.2%。
tio2光阳极的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用
TIO2光阳极的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用引言随着环境保护和可再生能源的重要性日益凸显，染料敏化太阳能电池（D SS Cs）作为一种颇具潜力的太阳能转换技术受到了广泛关注。
而光阳极作为D SS Cs中的关键组成部分之一，对电池性能发挥着重要影响。
本文将重点介绍TI O2光阳极的制备方法及其在DS SC s中的应用。
TIO2光阳极的制备方法溶胶凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备T IO2光阳极的方法。
该方法通过控制溶胶的成分和制备条件，可以得到具有较大比表面积和优良孔结构的T I O2膜。
具体步骤如下：1.首先，将适量的钛酸四丁酯（TB OT）加入有机溶剂中，形成透明的溶胶。
2.在搅拌的同时，缓慢加入一定量的醋酸，调节溶胶的p H值。
3.继续搅拌数小时，使得溶胶中的成分充分溶解和混合。
4.然后，将溶胶进行热处理，通常采用烘箱干燥或水热法。
5.最后，经过退火处理，得到结晶完备、高质量的T IO2膜。
水热法水热法是另一种常用的制备T IO2光阳极的方法。
该方法通过利用水热条件下的高温和高压环境，促使TI O2的晶体生长，得到晶体尺寸较大的T IO2膜。
具体步骤如下：1.首先，将适量的钛酸丁酯（T B T）加入水溶液中，形成透明的溶胶。
2.在搅拌的同时，缓慢加热溶液，使其达到一定温度。
3.继续加热并保持一定压力，使溶液处于水热状态。
4.在一定时间内进行反应，促使TI O2的晶体生长。
5.最后，用冷却水迅速冷却，得到晶体尺寸较大且具有良好结晶性质的T IO2膜。
TIO2光阳极在染料敏化太阳能电池中的应用T I O2光阳极作为D SS C s的关键组成部分，对电池的光吸收、电子传输和电荷注入等过程起着重要作用。
其在染料敏化太阳能电池中的应用主要体现在以下几个方面：光吸收和光散射T I O2光阳极具有优异的光吸收和光散射特性，可以最大限度地提高光电转换效率。
由于TI O2具有较宽的带隙，可以吸收可见光和紫外光，使得光的利用率更高。
TiO2纳米棒的水热制备与在染料敏化太阳能电池中的应用
题目： TiO纳米棒的水热制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用2学生：喻强班级：材料成型及控制学号：J07050431 题目类型：科学研究指导教师：胡勇引言能源短缺与环境污染是目前人类面临的两大问题。
传统的能源媒，石油和木材按目前的消耗速度只能维持五十至一百年。
另外，由此所带来的环境污染，也正在威胁着人类赖以生存的地球。
而在人类可以预测的未来时间，太阳能作为人类取之不尽用之不竭的洁净能源，不产生任何的环境污染，且基本上不受地理条件的限制，因此太阳能利用技术研究引起了各国科学家的广泛重视。
太阳部每时每刻都在发生热核聚变反应，进行质能转换，向宇宙辐射的总功率约为3×1023kW，投射到地球大气层之前的功率密度约为1135kW/m2。
太进入大气层后，虽然大气成分和尘埃颗粒的散射以及太中的紫外线被臭氧，氧气和水蒸气吸收，但到达地表的功率密度仍有很大。
如果太阳辐射维持不变，则太阳半衰期寿命还有7×1012年以上，可以说太阳能是取之不尽用之不竭的天赐能源。
我国陆地2/3以上地区的年日照时数大于2000h，太阳能相当丰富。
目前，太阳能的利用主要有太阳能电池发电和太阳能热水器制热。
而在一些名胜古迹和公园已经可以见到太阳能路灯了，为家庭住宅提供能源的太阳能发电系统(3kW)已经在发达国家作为示工程而被推广，用太阳能电池提供动力的汽车和游艇也已经出现在人们的眼前。
1太阳能电池在能源危机日益加深的今天，由于化石能源的不可再生，氢能利用中的储氢材料问题依然没有解决，风能、核能利用难以大面积推广，太阳能作为另一种可再生清洁能源足以引起人们的重视。
利用太阳能已经是各相关学科一个很重要的方向。
1839年，法国科学家Becquerel发现涂布了卤化银颗粒的金属电极在电解液中产生了光电流，从此人们在光电转化领域开展了大量的工作。
直到1954年第一个实用性的半导体太阳能电池的问世，“将太阳能转化成电能”的想法终于真正成为现实，1991年之前人们对太阳能的利用停留在利用半导体硅材料太阳能电池上，这种太阳能电池虽然已经达到了超过15%的转化效率但是它的光电转化机理要求材料达到高纯度且无晶体缺陷，再加之硅的生产价格居高，这种电池在生产应用上遇到了阻力。
二氧化钛纳米晶染料敏化太阳电池的最新研究进展
点论述 了国 内外 染料敏化 纳米 晶太 阳 电池的最 新研究 进展及 其 实用化 所面 临的课题 和 太 阳电池在 高效率化 及 固态化等方 面的最新研 究成果 ， 并对 这一新型 太阳电
池的发 展前景进行 了展 望。 关键词 ： 染 料敏化 ；太 阳电池 ：高效 率 化；实用化 ：
中图分类号： ０ ４ ．６ Ｍ９ ４ ；Ｔ １ ６４１ ；Ｔ １． ４ Ｍ６ ５
文献 标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： １０ ．７ １２０ ） 刊．５ ００ ０ １ ３ （０ ７增 ９ 题 所进 行 的研 究及其 取得 的
成 果 。并介 绍 世界最 新 发展动态 和 目前 仍然存 在 的问 题 。最后对未来 的发展前 景进行展望 。
寻找新材料 ， 发新型的太阳 电池成 为摆在广大科 技工 开 作者面前紧迫 的研 究课题 。
１９ 年 ，瑞士联邦工科大 学的 Ｇｒ ｚｌ 人发表 了 ９１ ￣ ｅ等 ｔ 染料敏化纳米 晶太 阳电池 （ ｙ ． ｎ ｉｚｄｓｌ ｅｌＤ Ｃ ｄ ｅｓ ｓｉ ａ ｃｌ Ｓ ｅ ｔｅ ｏ ｒ ，
的结构式 。 中Ｎ 的光 电转换效率为７１ 其 ３ ．％～７９ １ 在 ． 】 ％Ｌ，
作人员 也进 行 了大量 的研 究工作 。
我们 的研究小组 自 １９ ９ ９年到 目前为止 已对 下列的
材料。 由于它的理论 光电转换效率 高，制作 工艺简单 ，
成 本 很 低 ，被 认 为 是 可 取 代 硅 电 池 的新 型 太 阳 电池 。 自
从这一成果发表 以来 ， 世界各 国的研究 者对其理论及 实
２ 染 料 敏 化 纳 米 晶 太 阳 能 电池 （ Ｃ） 实 用 ＤＳ
化 所 面 临 的课 题
近年来虽 然在染料敏化纳米 晶太 阳 电池 （ Ｓ ）的 Ｄ Ｃ
纳米技术在染料敏化太阳能电池中的应用方法
纳米技术在染料敏化太阳能电池中的应用方法摘要：纳米技术的快速发展为太阳能电池领域带来了一系列革命性的突破。
在染料敏化太阳能电池中，纳米技术的应用方法既能提高光电转换效率，又能降低材料成本和制造难度。
本文将详细介绍纳米技术在染料敏化太阳能电池中的应用方法，包括纳米光子学材料的设计与制备、纳米级电子传输材料的改进以及纳米级光散射层的优化等。
这些方法的综合应用将为染料敏化太阳能电池的性能提升和商业化应用带来新的契机。
引言：太阳能电池作为一种可再生清洁能源的代表，具有广阔的应用前景。
近年来，染料敏化太阳能电池凭借其高效转换阳光能力、低成本制备和灵活性等优势，成为太阳能电池领域的研究热点。
然而，染料敏化太阳能电池的光电转换效率和稳定性仍然存在一定挑战，限制了其商业化应用的发展。
纳米技术作为一种具有独特优势的新兴技术，为解决这些问题提供了新的思路与方法。
一、纳米光子学材料的设计与制备纳米光子学材料的设计与制备是染料敏化太阳能电池中纳米技术的关键应用方法之一。
通过精确控制染料的吸光光谱与纳米材料的光学性质之间的相互作用，可以实现光的有效捕获和转换。
常用的纳米光子学材料包括金属纳米颗粒、量子点和纳米线等。
金属纳米颗粒在染料敏化太阳能电池中的应用能够实现光的局域电磁场增强效应和表面增强拉曼散射效应。
通过改变金属纳米颗粒的形状、尺寸和分布，可以调控其表面等离子共振频率与谐振模式，从而实现光的高效聚集和增强。
量子点是一种具有优异光电性能的纳米材料，在染料敏化太阳能电池中的应用前景广阔。
通过调控量子点的大小和形貌，可以实现对光的宽谱吸收和高效光电转换。
此外，量子点还可以与染料分子相互作用，增强电子传输和光分解过程。
纳米线具有较高的电子传输率和较大的比表面积，是染料敏化太阳能电池中的重要纳米光子学材料。
通过纳米线的表面修饰和控制生长条件，可以实现电子的长程传输和复合过程，提高电池的光电转换效率。
二、纳米级电子传输材料的改进纳米级电子传输材料的改进是染料敏化太阳能电池中纳米技术的另一重要应用方法。
纳米二氧化钛的制备及其在太阳能电池中的应用
纳米二氧化钛的制备及其在太阳能电池中的应用／武丽慧等61纳米二氧化钛的制备及其在太阳能电池中的应用’武丽慧，张永哲，韩立中，康翠萍，赵建果，谢二庆(兰州大学物理科学与技术学院电子材料研究所，兰州730000)摘要静电纺丝是一种简单而常用的制备纳米线的方法。
为了得到具有均匀颗粒以及附着性良好的薄膜从而应用于染料敏化太阳能电池光阳极，采用在电纺丝前驱体溶液中加入乙醇胺的方法，成功制备了与衬底附着良好的Ti()2纳米晶薄膜，并制备了不同厚度的Ti02纳米晶薄膜，详细探讨了Ti()2膜的厚度对电池各个重要参数的影响。
关键词静电纺丝乙醇胺均匀纳米颗粒太阳能电池P r epa r a t i on of N ano T i t a ni a a nd I t s A ppl i c at i on i n Sol ar C el l sW U L i hui，Z H A N G Y ongzhe，H A N L i zhong，K A N G C ui pi ng，Z H A O J i anguo，X I E E r qi ng (School of Phys i cal S c i e nce a nd Tec hnol ogy，L a nz hou U ni ve r s i t y，Lanzhou730000)A bs t ract E l ect r osp i nn i ng t e chni que i s a si m pl e m et hod t O pr ep ar e na now i r e．I n or der t O pr e pa r e f i l m s w i t h U—ni f or m nan opar t i cl es a nd go od adhes i on t O t he su bst r at e f or dye-sensi t i zed sol ar c el l s(D SS C)，m onoet hanol am i ne i s ad d—ed i nt o t he el ect r i spun sol u t i on i n t h i s w o r k．I n addi t i on nan opa r t i cl e T i02f i l m s w i t h di f f er ent t h i ckn esse s ar e pr epared．T h e ef f ect of t he t hi chne ss of Ti02f i l m s o n t he i m port ant par am em t ers of D SSC i s st ud i ed i n de t ai l．K ey w or ds el ec t r ospi nni ng，M EA，uni f or mnanopar t i c l es，sol ar cel ls0引言1991年瑞士G r f i t zel研究小组在N at ure上发表了一篇关于新型太阳能电池——染料敏化太阳能电池(D SSC)的文章[1]，掀起了世界各国研究的热潮。
二氧化钛纳米管复合薄膜电极制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用
Ｖｏ１ ３ Ｎ ｏ ．８ ．１ Ｊ ｎ． ２ ０ ａ ０８
二 氧化 钛 纳 米 管 复 合 薄膜 电极 制备 及 其 在 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池 中 的 应 用
王 育乔 孙岳 明 代 云 茜，南京 ２ １８ ） ‘ １ １９ （ 东南大学有序物质科学研究 中心 ， 。 南京 ２ １８ ） １１９
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纳米技术在染料敏化太阳能电池制备中的应用技巧
纳米技术在染料敏化太阳能电池制备中的应用技巧随着能源危机日益严峻以及环境意识的增强，太阳能电池作为一种新兴的清洁能源技术，受到了越来越多的关注。
染料敏化太阳能电池（Dye-sensitized Solar Cells，简称DSSCs）作为一种有潜力的光电转换器件，在实际应用中面临着一些挑战，而纳米技术作为一种前沿技术，为解决这些挑战提供了新的可能。
首先，纳米技术在染料敏化太阳能电池中的应用使得光吸收率大幅提升。
染料敏化太阳能电池的工作原理是通过吸收光子激发染料分子，将光能转化为电能。
传统的染料敏化太阳能电池中，染料分子通常以液态形式散布在电极表面，染料的吸光度较低，容易发生光损失。
而纳米技术的应用可以将染料固定在纳米材料的表面，增加了染料吸光度。
例如，纳米二氧化钛（TiO2）可以作为光电极材料，其具有高表面积和光催化活性，有效提升了染料的光吸收率。
其次，纳米技术的运用改善了DSSCs的电子传输性能。
传统的染料敏化太阳能电池中，电子的传输路径通常是在纳米材料表面形成的，存在有效载流子的传输损失。
通过纳米级别的工程，可以优化电子传输路径，减少电子的复合损失。
例如，利用纳米金属粒子作为电子传输的助剂，可以提高电子的传导速度，减少电子的重新组合，从而提高DSSCs的光电转换效率。
另外，纳米技术在增强光敏性方面也发挥了重要作用。
正常情况下，染料敏化太阳能电池对光的吸收范围比较狭窄，只能利用可见光的一部分能量。
通过纳米技术的应用，可以改善吸光范围，使得太阳能电池对太阳光谱更大范围的光能进行有效利用。
例如，可以利用量子点材料作为染料的共吸收剂，增强太阳能电池的吸收能力，并且可以实现可调控的光谱响应。
此外，纳米技术还有助于提高染料敏化太阳能电池的稳定性和耐用性。
纳米材料具有优良的化学稳定性和机械强度，可以提高DSSCs抗氧化、抗水解和耐候性能，延长设备的使用寿命。
同时，纳米材料的高比表面积和多孔结构也有助于提高染料的负载量和稳定性，减少染料分子的脱落和溶解。
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Ｎｏ３ ．
肖尧 明等： 晶二氧化钛纳米线 的制备及其在柔性 染料 敏化太 阳能电池中的应用 单
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单 晶二氧化钛纳 米线 的制备及其在柔性 染料敏 化太阳能 电池 中 的应 用
肖尧 明 吴季怀 岳根 田 林建 明 黄妙 良
范 乐 庆 兰 章
（ 华侨大学材料物理化学研 究所， 福建 泉 州 ３ ２ ２ ） ６０ １
射线 能量散射谱 （ Ｄ ） Ｘ射线 衍射（ Ｄ） Ｅ Ｓ和 ＸＲ 等手段进 行表征 和测试， 分析 了 Ｓ Ｔ Ｗ 的形成过 程， 讨 了水热 Ｃ Ｎ 探
时 间对 ＳＣ Ｎ 形 成 的 影 响 ： 获 得 的 Ｓ Ｎ 共 混 在 二 氧 化 钛 纳 米 颗 粒 的胶 体 中 ， 用 刮 涂 法 在 柔 性 钛 箔 上 Ｔ Ｗ 将 ＣＴ Ｗ 采
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到 ６ ４ ％． ．８
关键词 ： 柔性染料敏 化太阳能 电池： 二氧 化钛 ： 纳米线 ： 水热法 ： 柔性光阳极 中图 分类号： ０ ４ ； ０６ ９ ６４ ４
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摘要： 采用 强碱 水热 法制备单 晶二氧化钛 纳米线（ Ｃ Ｎ ， Ｓ Ｔ Ｗ）在高压 高温和 强碱作用下， 二氧化钛颗粒 的（１ ） ０ ０
晶面被 Ｎ ＯＨ溶液 侵蚀， ａ 生成钛酸 钠（ ａＴ。 ） 经过酸冼后 ， Ｎ ｉ ： Ｏ。 生成钛酸水 合物（ Ｔ Ｏ。Ｈ Ｏ）钛 酸水合物 之间 Ｈ２ｌ ． ， 通过 氢键连接 成线状 ； 结 失水后， 终形成 Ｓ Ｎ 通 过透射 电子显 微镜（ Ｅ 、 区 电子 衍射（ ＡＥ ）Ｘ 烧 最 ＣＴ Ｗ． Ｔ Ｍ）选 Ｓ Ｄ 、
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