染料敏化太阳能电池论文摘要

染料敏化太阳能电池论文摘要

问:染料敏化太阳电池基本原理及其应用
  1. 答:可以把光能转化为电能,主要原理和染料的用途一样的,但量子点的转化效率理论上比染料的高,所以现在研究的很多。
    除了应用于建筑外墙、屋顶与玻璃进行发电用途之外,染料敏化太阳能电池只要透过一般室内光线即可进行发电,是电子产品辅助供电来源的另一种选择;
    例如可直接内建在手机、手表等用电量较小的产品上,或外接的摺叠式充电器。另一种重要用途,则是结合纺织品,在衣物上涂布这种染料敏化太阳能材料,来进行随身发电,预期未来在行动供电的应用上将有很大的市场潜力。
    结构组成
    主要由纳米多孔半导体薄膜、染料敏化剂、氧化还原电解质、对电极和导电基底等几部分组成。纳米多孔半导体薄膜通常为金属氧化物(TiO2、SnO2、ZnO等),聚集在有透明导电膜的玻璃板上作为DSC的阴极。对电极作为还原催化剂,通常在带有透明导电膜的玻璃上镀上铂。敏化染料吸附在纳米多孔二氧化钛膜面上。正负极间填充的是含有氧化还原电对的电解质,最常用的是KCl(氯化钾)。
    以上内容参考:
  2. 答:染料敏化太阳电池主要是模仿光合作用原理, 染料敏化太阳能电池具有类似三明治的结构,将纳米二氧化钛烧结在导电玻璃上,再将光敏染料镶嵌在多孔纳米二氧化钛表面形成工作电极,在工作电极和对电极(通常为担载了催化量铂或者碳的导电玻璃)之间是含有氧化还原物质对(常用I2和I-) 的液体电解质,它浸入纳米二氧化钛的孔穴与光敏染料接触。在入射光的照射下,镶嵌在纳米二氧化钛表面的光敏染料吸收光子,跃迁到激发态,然后向二氧化钛的导带注入电子,染料成为氧化态的正离子,电子通过外电路形成电流到对电极,染料正离子接受电解质溶液中还原剂的电子,还原为最初染料,而电解质中的氧化剂扩散到对电极得到电子而使还原剂得到再生,形成一个完整的循环,在整个过程中,表观上化学物质没有发生变化,而光能转化成了电能。
  3. 答:可以把光能转化为电能,主要原理和染料的用途一样的,但量子点的转化效率理论上比染料的高,所以现在研究的很多
问:染料敏化电池的染料敏化太阳能电池——结构组成及原理
  1. 答:染料敏化太阳电池结构示意图
    ⑴ 染料分子受太阳光照射后由基态跃迁至激发态;
    ⑵ 处于激发态的染料分子将电子注入到半导体的导带中;
    ⑶ 电子扩散至导电基底,后流入外电路中;
    ⑷ 处于氧化态的染料被还原态的电解质还原再生;
    ⑸ 氧化态的电解质在对电极接受电子后被还原,从而完成一个循环;
    ⑹ 和 ⑺ 分别为注入到TiO2 导带中的电子和氧化态染料间的复合及导带上的电子和氧化态的电解质间的复合
    研究结果表明:只有非常靠近TiO2表面的敏化剂分子才能顺利把电子注入到TiO2导带中去,多层敏化剂的吸附反而会阻碍电子运输;染料色激发态寿命很短,必须与电极紧密结合,最好能化学吸附到电极上;染料分子的光谱响应范围和量子产率是影响DSC的光子俘获量的关键因素。到目前为止,电子在染料敏化二氧化钛纳米晶电极中的传输机理还不十分清楚,有待于进一步研究。
问:染料敏化太阳能电池在生活中的有什么应用
  1. 答:染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cell,缩写为DSSC、DSC 或DYSC)是一种廉价的薄膜太阳能电池。它是基于由光敏电极和电解质构成的半导体,是一个电气化学系统。
    在实际应用上,染料敏化太阳能电池的半透光特性,非常适合用于办公大楼中的窗材,可同步进行发电、绝热及遮阳等功能。在制作过程中,由于可透过红、黄、青等三色原料进行调配,因此可产生多种不同色彩,而外型也可任意切割,甚至折曲,就建筑装潢设计来说,拥有很高的自由度。而制造成本低廉,转换效率也可达到10%,更可直接结合建筑设计,因此预计将是前景十分看好的太阳发电技术之一。
    除了应用于建筑外墙、屋顶与玻璃进行发电用途之外,染料敏化太阳能电池只要透过一般室内光线即可进行发电,是电子产品辅助供电来源的另一种选择,例如可直接内建在手机、手表等用电量较小的产品上,或外接的摺叠式充电器。另一种重要用途,则是结合纺织品,在衣物上涂布这种染料敏化太阳能材料,来进行随身发电,预期未来在行动供电的应用上将有很大的市场潜力。
染料敏化太阳能电池论文摘要
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