染料敏化太阳能电池材料-ppt课件.ppt（31页）

1、染料敏化太阳能电池材料染料敏化太阳能电池材料染料敏化太阳能电池染料敏化太阳能电池dye sensitized solar cells染料敏化太阳能电池材料PPT模板下载： 行业PPT模板： 节日PPT模板： PPT素材下载：PPT背景图片： PPT图表下载： 优秀PPT下载： PPT教程： Word教程： Excel教程： 资料下载： PPT课件下载： 范文下载： 试卷下载： 教案下载： PPT论坛： 目录CONTENTS研究背景研究背景Research Background01基本概念基本概念Basic Conception02未来展望未来展望Future Prospect05参考文献参考文

2、献Reference06阳极材料阳极材料Anode material03对电极材料对电极材料Counter electrode materials 04染料敏化太阳能电池材料PPT模板下载： 行业PPT模板： 节日PPT模板： PPT素材下载：PPT背景图片： PPT图表下载： 优秀PPT下载： PPT教程： Word教程： Excel教程： 资料下载： PPT课件下载： 范文下载： 试卷下载： 教案下载： PPT论坛： PARTONE研究背景染料敏化太阳能电池材料5研究背景研究背景由于世界人口的剧烈增长、由于世界人口的剧烈增长、人类社会文明的不断发展和人类社会文明的不断发展和进步进步加加速了

3、矿物能源速了矿物能源的耗尽速度的耗尽速度在矿物能源的幵发利用过程在矿物能源的幵发利用过程中还伴随着一系列污染问题，中还伴随着一系列污染问题，对于生态环境和人类健康的对于生态环境和人类健康的影响也日趋严重，甚至将制影响也日趋严重，甚至将制约人类社会和经济的可持约人类社会和经济的可持续发展续发展PART ONEPART TWOPART THREE太阳能因其清洁无污染、储太阳能因其清洁无污染、储量巨大、不受地域限制等优量巨大、不受地域限制等优点一直被认为是最有点一直被认为是最有潜力的新能源潜力的新能源染料敏化太阳能电池材料6研究背景研究背景PART FOUR 太阳能电池的发展最早可以追溯到年法国的在

4、液体电解质中发现的光生伏特效应，他以涂有氧化铜或鹵化银的金属电极浸入稀电解质溶液中，在光照的条件下产生电流。随后用硒做出了实际的太阳能电池，但一直到20世纪中期，虽经各方努力，硒只能将太阳光的1%左右转换为电能，因此并没有实用化的器件产生。直到年美国实验室的和首次制备了转换效率为的6%单晶硅太阳能电池，揭开了太阳能电池应用的序幕。在随后的数十年时间里，非晶硅、非晶硅薄膜、砷化镓、硫化镉、铜铟镓硒、有机聚合物和染料敏化等各类太阳能电池相继被研发出来。染料敏化太阳能电池材料PARTTWO基本基本概念概念染料敏化太阳能电池材料8基本概念基本概念 染料敏化太阳电池主要是模仿光合作用原理，研制出来的一种

5、新型太阳电池。染料敏化太阳能电池是以低成本的纳米二氧化钛和光敏染料为主要原料，模拟自然界中植物利用太阳能进行光合作用，将太阳能转化为电能。其主要优势是：其主要优势是：1.原材料丰富、成本低原材料丰富、成本低 2.工艺技术相对简单，适合工业化生产工艺技术相对简单，适合工业化生产 3.环保无毒、无污染环保无毒、无污染染料敏化太阳能电池材料9发展年表发展年表18871968年年19912014Tributsh等人发现吸附过染料的半导体在一定条件下可以产生电流，并提出了激发态染料可以产生电子注入型半导体导带的机理Michael Grtzel课题组刷新染料敏化太阳能电池效率，最终达到13%染料敏化太阳能

6、电池材料10基本结构基本结构 染料敏化太阳能电池由五部分组成：染料敏化太阳能电池由五部分组成：导电基底、染料、纳米晶氧化物薄膜、导电基底、染料、纳米晶氧化物薄膜、电解质和对电极电解质和对电极染料敏化太阳能电池材料11基本原理基本原理主反应主反应背反应背反应染料敏化太阳能电池材料12基本原理基本原理染料敏化太阳能电池材料PARTTHREE阳极阳极材料材料染料敏化太阳能电池材料14理论研究理论研究光阳极材料旳类型光阳极材料旳类型构成的光阳极是染料敏化太阳能电池最重要的组成部分，具有吸附染料、分离电荷以及传输光生载流子的功能.一维纳米材料在光阳极中的应用一维纳米材料在光阳极中的应用n 光阳极材料必须

7、满足以下几个条件：光阳极材料必须满足以下几个条件：高的比表面积，纳米晶传输电子的速度要快，纳米晶网络中的缺陷必须尽量少TiO2由于具有合适的禁带宽度，优越的光电、介电性能和良好的光电化学稳定性，一直以来都是染料敏由于具有合适的禁带宽度，优越的光电、介电性能和良好的光电化学稳定性，一直以来都是染料敏化太阳电池中光阳极材料研究的核心。化太阳电池中光阳极材料研究的核心。染料敏化太阳能电池材料15理论研究理论研究一维纳米材料在光阳极中的应用一维纳米材料在光阳极中的应用 一维结构纳米棒可以提高电子在纳米晶薄膜中的传输速度染料敏化太阳能电池材料16理论研究理论研究一维纳米材料在光阳极中的应用一维纳米材料在

8、光阳极中的应用一维有序纳米材料是在导电基底表面构筑垂直于基底面的定向排列的一维纳米阵列，这样光生电子可以在氧化物薄膜中以最短的传输距离被传输到导电基底。染料敏化太阳能电池材料17理论研究理论研究一维纳米材料在光阳极中的应用一维纳米材料在光阳极中的应用一维有序纳米材料是在导电基底表面构筑垂直于基底面的定向排列的一维纳米阵列，这样光生电子可以在氧化物薄膜中以最短的传输距离被传输到导电基底。染料敏化太阳能电池材料18理论研究理论研究散射材料在光阳极中的应用散射材料在光阳极中的应用，一方面要保证光生电子的高效收集，即前面所述通过一维光阳极材料将电子快速传输到导电基底，另一方面就是要提高太阳能电池的光捕

9、获能力散射材料在光阳极中的应用散射材料在光阳极中的应用n （一）镜面型散射材料（一）镜面型散射材料染料敏化太阳能电池材料19理论研究理论研究散射材料在光阳极中的应用散射材料在光阳极中的应用染料敏化太阳能电池材料20理论研究理论研究散射材料在光阳极中的应用散射材料在光阳极中的应用染料敏化太阳能电池材料PARTFOUR对电极对电极材料材料染料敏化太阳能电池材料22理论研究理论研究染料敏化太阳能电池对电极材料研究进展染料敏化太阳能电池对电极材料研究进展Pt对电极材料对电极材料n 铂（铂（Pt）染料敏化太阳能电池材料23理论研究理论研究染料敏化太阳能电池对电极材料研究染料敏化太阳能电池对电极材料研究对

10、电对电极材料极材料对电对电极材料极材料染料敏化太阳能电池材料24理论研究理论研究染料敏化太阳能电池对电极材料研究染料敏化太阳能电池对电极材料研究电对电极材料极材料电对电极材料极材料铂作为一种稀缺贵金属，价格高昂，因此开发一些新型材料替代钼颗粒对降低染料敏化太阳能电池成本有重要意义。碳材料如石墨粉、碳纤维、碳纳米管和石墨稀开始被用于对电极材料，近年來，过渡金属氮化物也被开发出来用于对电极。染料敏化太阳能电池材料PARTFIVE未来未来展望展望染料敏化太阳能电池材料26理论研究理论研究展望展望染料敏化太阳能电池领域发展了二十多年，虽然至今没有实现大规模的应用，还是带动了一系列学科的发展。近几年相关

11、领域论文数目出现大幅度下降，不少研究者也纷纷转向其他方向。尽管有人对染料敏化太阳能电池发展前景存疑，但仍旧有部分课题组坚持着相关研究，特别是固态染料敏化太阳能电池方向。染料敏化太阳能电池材料27理论研究理论研究展望展望给体材料掺入电解质提高染料敏化太阳能电池效率和稳定性这为开发新型的电解质提供了非常好的思路，大家期待出现更多的优质材料，同时也期望固态染料敏化电池出现较大进展。出自：Nature Communications, 2016, DOI: 10.1038/ncomms13934染料敏化太阳能电池材料28理论研究理论研究展望展望黑磷量子点作为染料敏化太阳能电池光阴极提高效率黑磷量子点作为

12、染料敏化太阳能电池光阴极提高效率中南大学肖思、郭学益和中科院深圳先进技术研究院喻学锋等科学家将基于黑磷量子点的光阴极应用于固态n-型染料敏化太阳能电池，有效提高了光电转换效率。不同于多数近红外吸收的材料只能应用于吸光剂，黑磷量子点既可以作为近红外吸光剂，又可以作为电荷传输层，因此在近红外区的吸收、电荷传输以及电子复合都有明显提高。基于黑磷量子点的染料敏化太阳能电池的效率比基于PANI的效率提高了20%。出自： Advanced Materials, 2016, DOI: 10.1002/adma.201602382染料敏化太阳能电池材料PARTSIX参考参考文献文献染料敏化太阳能电池材料30理论研究理论研究参考文献参考文献染料敏化太阳能电池材料THANKS