亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        染料敏化太陽能電池的研究進展

        2017-08-11 10:21:16王海亮
        世界家苑 2017年2期
        關(guān)鍵詞:原理優(yōu)勢因素

        王海亮

        摘 要:太陽能是一種最具潛力成為將來人們使用的能源,而太陽能電池正是實現(xiàn)這一夢想的有效手段,其價格便宜、制作簡單、污染較少是其他電池無可比擬的。而解決DSC電池電解質(zhì)、電極材料、光敏染料等技術(shù)核心問題依然需要我們化學工作者為之付出孜孜不倦的努力,將清潔的、高效的、方便的能源帶到千家萬戶是我們共同的理想,也是新世紀全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的必然結(jié)果!

        關(guān)鍵詞:染料敏化;結(jié)構(gòu);原理;因素;優(yōu)勢

        1 染料敏化太陽能電池(DSSC)的結(jié)構(gòu)與原理

        1.1結(jié)構(gòu)

        DSSC的結(jié)構(gòu)是典型的“三明治”結(jié)構(gòu),光敏染料太陽能電池的構(gòu)造和原理,一般是由光陽極、敏化染料、氧化還原電解質(zhì)以及對電極(通常為鉑電極)組成。其中光陽極包括:透明導電基底(這里為導電玻璃)、納米多孔半導體。

        1.2工作原理

        當太陽光照射在染料敏化太陽能電池上,染料分子中基態(tài)電子被激發(fā),激發(fā)態(tài)染料分子將電子注入到納米多孔半導體的導帶中,注入到導帶中的電子迅速富集到導電玻璃面上,傳向外電路,并終回到對電極上。而由于染料的氧化還原電 位高于氧化還原電解質(zhì)電對的電位,這時處于氧化態(tài)的染料分子隨即被還原態(tài)的電解質(zhì)還原。然后氧化態(tài)的電解質(zhì)擴散到對電極.上得到電子再生,如此循環(huán),即產(chǎn)生電流。電池的大電壓由氧化物半導體的費米能級和氧化還原電解質(zhì)電對的電位決定。

        2 影響染料敏化太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的因素

        2.1敏化染料

        敏化染料直接影響到對光子的吸收和整個電池的光電轉(zhuǎn)化效率,因此敏化染料應(yīng)該具有以下條件:(l)與TiO2納米晶半導體電極表面有良好的結(jié)合性能,能夠快速達到吸附平衡,而且不易脫落;(2)在可見光區(qū)有較強的、盡可能寬的吸收帶以吸收更多的太陽光,可以捕獲多的能量,提高光電轉(zhuǎn)換效率;(3)染料的氧化態(tài)和激發(fā)態(tài)的穩(wěn)定性較高,且具有盡可能高的可逆轉(zhuǎn)換能力;(4)激發(fā)態(tài)壽命足夠長,且具有很高的電荷傳輸效率;(5)有適當?shù)难趸€原電勢以保證染料激發(fā)態(tài)電子注入到TiO2導帶中;(6)敏化染料分子應(yīng)含有大二鍵、高度共扼、并且有強的給電子基團。

        2.2 TiO2納米多孔膜

        TiO2納米多孔膜具有孔隙率高,比表面積大的優(yōu)點,應(yīng)用于DSC,一方面可吸收更多的染料分子;另一方面薄膜內(nèi)部晶粒間的互相多次反射,使太陽光的吸收加強。納米TiO2電極是太陽能電池的關(guān)鍵,其性能直接關(guān)系到太陽能電池的效率。此外,TiO2膜晶粒的大小和有序程度,對電池的性能也有很大影響。

        2.3電解質(zhì)

        DSC電解質(zhì)對整個電池的性能有很大影響,電解質(zhì)的關(guān)鍵作用是將電子傳翰給光氧化染料分子,并將空穴傳翰到對電極。液態(tài)電解質(zhì)是透明的液體,不會阻礙染料對光的吸收,而且能完全覆蓋涂有染料的納米多孔TiO2膜,充分利用了納米膜的高比表面,有利于電荷的傳輸,但也存在一些缺點:(1)液態(tài)電解質(zhì)的存在易導致吸附在TiO2薄膜表面的染料解吸,影響電池的穩(wěn)定性;(2)溶劑會揮發(fā),可能與敏化染料作用導致染料發(fā)生光降解;(3)密封工藝復雜,密封劑也可能與電解質(zhì)反應(yīng),因此所制得的太陽能電池不能存放很久,一般不超過7d;(4)電解質(zhì)本身不穩(wěn)定,易發(fā)生化學變化,從而導致太陽能電池失效。因此要使DSC走向?qū)嵱?,須首先解決電解質(zhì)問題.固體電解質(zhì)是解決上述問題的有效途徑之一。

        3 DSC太陽能電池存在的優(yōu)勢

        DSC與傳統(tǒng)的太陽電池相比有以下一些優(yōu)勢:⑴壽命長:使用壽命可達15-20年;⑵結(jié)構(gòu)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);⑶制備電池耗能較少,能源回收周期短;⑷生產(chǎn)成本較低,僅為硅太陽能電池的1/5~1/10,預(yù)計每蜂瓦的電池的成本在10元以內(nèi)。⑸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(zhì)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(wù)于人類,還需要全世界各國科研工作者的共同努力。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(shè)計成各種形狀的太陽能電池使之多樣化。總之染料敏化納米晶太陽能電池有著十分廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景,是具有相當廣泛應(yīng)用前景的新型太陽電池。相信在不久的將來,染料敏化太陽電池將會走進我們的生活。

        4 國內(nèi)對于染料敏太陽能電池的未來研究趨勢

        目前針對染料敏化太陽能電池的研究還處于進步階段,雖然有了一定的成果,但離成熟還距離很遠。北京大學稀土材料化學實驗室的多位專家在對染料的研究已經(jīng)相當深入,對電極材料的優(yōu)化也有很好的效果。另外,中科院孟波等人對染料敏化太陽能電池組件以及封裝技術(shù)都進行了系統(tǒng)化的研究,為染料敏化太陽能電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了基礎(chǔ)保障。在未來一個階段,針對納米TiO2的制備與敏化染料的研究將會進一步深入,在固態(tài)電解質(zhì)方面,研究其代替液態(tài)電解質(zhì)將是今后的研究重點,固態(tài)將是未來的趨勢,適應(yīng)社會的不斷發(fā)展,同時它也是染料敏化太陽能電池實用化的前提條件。最后,需要對電子的導入與傳輸?shù)膬?nèi)部運轉(zhuǎn)進行深入研究,通過一定的方法使得電池進一步優(yōu)化,設(shè)計出更有利于光吸收的太陽能電池,實現(xiàn)實用化與產(chǎn)業(yè)化。

        5 結(jié)語

        染料敏化太陽能電池是一種新型的太陽能電池,由于其制作工藝簡單,制造成本低廉,有著廣泛的應(yīng)用前景,是太陽能電池的重要發(fā)展方向。

        參考文獻

        [1]梅翠玉,王小平,王麗軍,等.染料敏化太陽能電池的研究進展[J].材料導報,2011(13):148-152.

        [2]孫旭輝,包塔娜,張凌云,等.染料敏化太陽能電池的研究進展[J].化工進展,2012(1):47-52,111.

        [3]胡濱,劉國軍,張桂霞,等.染料敏化太陽能電池中電解質(zhì)的研究進展[J].化工新型材料,2009(9):14-17.

        (作者單位:英利能源(中國)有限公司)

        猜你喜歡
        原理優(yōu)勢因素
        了解咳嗽祛痰原理,有效維護健康
        矮的優(yōu)勢
        趣味(語文)(2020年3期)2020-07-27 01:42:46
        解石三大因素
        中國寶玉石(2019年5期)2019-11-16 09:10:20
        平均場正倒向隨機控制系統(tǒng)的最大值原理
        畫與話
        化學反應(yīng)原理全解讀
        通信原理教學改革探索
        短道速滑運動員非智力因素的培養(yǎng)
        冰雪運動(2016年4期)2016-04-16 05:54:56
        談“五老”的五大特殊優(yōu)勢
        中國火炬(2014年11期)2014-07-25 10:31:58
        第二優(yōu)勢
        中國體育(2004年3期)2004-11-11 08:53:02
        内谢少妇xxxxx8老少交 | av有码在线一区二区 | 亚洲自偷自拍另类第一页| 日本中文字幕有码在线播放| 99人中文字幕亚洲区三| 疯狂三人交性欧美| 精品国产av最大网站| 亚洲另类激情专区小说婷婷久 | 久久亚洲精品成人AV无码网址| 亚洲精品在线一区二区| 亚洲乱码中文字幕在线播放| 国产尤物精品视频| 中文成人无字幕乱码精品区| 国产剧情国产精品一区| 国产成人亚洲精品77| 亚洲天堂一区二区三区视频| 国产精品黑丝美腿美臀| 国产精品永久久久久久久久久| 亚洲国产激情一区二区三区| 妺妺窝人体色www聚色窝| 久久狠狠髙潮曰十八女人| 国产自拍精品一区在线观看| 国产超碰人人爽人人做人人添| 久久精品国产亚洲av高清漫画| 国产黑色丝袜在线观看视频| 国产精品日韩亚洲一区二区| 韩国三级大全久久网站| 国产亚洲日韩一区二区三区| 国产亚洲一区二区三区成人| 丰满少妇在线播放bd| 女人被狂躁c到高潮| 99爱这里只有精品| 天堂av一区一区一区| 日韩无码专区| а√资源新版在线天堂| 国产av影片麻豆精品传媒| 亚洲精品尤物av在线网站| 一区二区三区视频亚洲| 亚洲av无码码潮喷在线观看 | 猫咪www免费人成网最新网站| 国产v精品成人免费视频400条 |