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1、小组成员：成文、项伟波、刘君楼太阳能电池光阳极自组装中期报告指导老师：诸跃进一、研究太阳能电池光阳极自组装的意义在能源紧缺的时代，太阳能是被普遍看好，也是最为理想的一种能源。随着科学技术的发展，太阳能已被应用于日常生活，比如太阳能热水器。然而人们并不满足于将太阳能转化为热能而简单应用，光能-电能-其他能的转化是很多人所愿意看到的结果。为此，太阳能电池问世。然而传统的硅原料太阳能电池还存在着许许多多的不足：转化率不高、成本昂贵等都大大限制了太阳能电池的发展。新型太阳能电池就随之兴起了，其中的一种就是我们所研究的染料敏化纳米晶TiO2太阳能电池（DSSC）。这种电池制备工艺简单成本低，与硅电池相比
2、，没有复杂的制备工序，也不需要昂贵的原材料，容易实现低成本的商业化应用。同时所使用的TiO2是无毒的，不存在回收处理废品等问题；在转化效率上基本不受温度的影响，而硅电池的性能随着温度的升高而下降。因此DSSC的研究具有相当大的前景。一旦成功投入生产，其必然给我们生活带来巨大的变革。二、染料敏化纳米晶太阳能电池（DSSC）的工作原理及主要工序染料敏化纳米晶太阳能电池（DSSC）的工作原理：（1）太阳光照射在光阳极上，染料分子（Dye）由于吸收了光子从基态跃迁至激发态；（2）激发态是高能态是不稳定态，因而会释放电子，电子快速注入到紧邻的TiO2的导带中，进入导带中的电子最终进入导电膜，然后通过外部
3、回路形成广生电流；（3）放出电子的染料分子处于氧化态，被电解液中的I-还原回到基态，使染料得到再生，I-被氧化成I-3，I-3被从对电极扩散的电子还原I-。完成这样的一个过程后进入下一个循环。电池就持续向外电路提供电能。染料敏化纳米晶太阳能电池（DSSC）的基本工序：1.前期试验准备：确定所需物品的用量、掺杂比例。清洗、准备试验器材。2.浆料的制备：溶解、研磨、掺杂等。3.涂膜、烘烤：将浆料均匀涂于导电玻璃上，并烘烤。4.敏化、编号：放入染料对其敏化，并编号。5.性能测试：将敏化好的太阳能电池进行性能测试，记录并处理数据。三、试验进程、初期成果试验进程：2010年4月-5月：阅读中外文期刊、文
4、献。了解染料敏化太阳能电池的工作原理、前沿动向，确定试验方向。2010年5月-7月：熟悉染料敏化太阳能电池的制作工序：包括原料的研磨、配制，相关器材的准备，涂膜，敏化，测试性能（光转化效率）等试验内容。2010年7月-今：掺杂均聚物、共聚物，观测其对染料敏化太阳能电池各方面性能的影响，找出最佳材料及掺杂比例。初期成果：1.未掺杂聚合物的染料敏化太阳能电池光转化效率稳定在4.5%-5.5%之间。电流、电压均较为理想。2.掺杂均聚物的染料敏化太阳能电池效率还未达到稳定，初步判断为加入10%的均聚物在总体上达到的光转化效率最高。但还未稳定，波动在5.0%-7.0%之间。四、后期计划、预期成果科研内容下一步的内容基本如下：1）继续试验制作，将光转化效率进一步提高到预期水平。2.）整理试验数据，写出一份完整的科研报告（论文）。3.）争取申请一个科研项目专利。具体计划如下：9月-12月：继续对掺共聚物的二氧化钛进行试验，找出最佳的掺杂比例，得到稳定、高效的转化效率。预计达到6%以上的光转化效率。1月-3月整理试验数据，着手写科研论文一份。与指导老师进行探讨、修改，争取在重要期刊中发表。争取申请一项专利。谢谢欣赏！