DSCs光伏器件光电特性优化的等效电路机理研究文献综述

 2023-11-16 11:53:34

文献综述

本课题的现状及发展趋势:

DSSC工作原理:染料分子受太阳光照射后由基态跃迁至激发态;处于激发态的染料分子将电子注入到半导体的导带中;电子扩散至导电基底,后流入外电路中;处于氧化态的染料被还原态的电解质还原再生;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;

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DSSC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Weller等的隧穿机理、Lindquist等的扩散模型等,有待于进一步研究。染 料敏化太阳电池研究的发展趋势:

染料敏化太阳电池研究在染料、电极、电解质等各方面取得了很大进展。同时在高效率、稳定性、耐久性、等方面还有很大的发展空间。但真正使之走向产业化,服务于人类,还需要全世界各国科研工作者的共同努力。染料敏化的进一步发展将主要面临3个方面的挑战,即如何降低成本,提高稳定性以及如何拓展光谱效应响应范围,发展低成本,易制备和高稳定性的高效有机染料是染料发展的趋势。此外,也可以通过共吸附和共敏化的方法来减少Ru然聊的使用量和拓宽光谱响应范围。

这一新型太阳电池有着比硅电池更为广泛的用途:如可用塑料或金属薄板使之轻量化,薄膜化;可使用各种色彩鲜艳的染料使之多彩化;另外,还可设计成各种形状的太阳能电池使之多样化。总之染料敏化纳米晶太阳能电池有着十分广阔的产业化前景,是具有相当广泛应用前景的新型太阳电池。相信在不久的将来,染料敏化太阳电池将会走进我们的生活。

本课题的价值:

通过熟练掌握染料敏化纳晶TiO2薄膜太阳电池的结构以及工作原理。基于等效电路,从理论上分析不同优化模式对半导体薄膜电池性能的影响,继而采用一种新的计算方法,得出等效电路的相关参数,对DSSCs进行不同方式优化后得到的实验结果进行验证,推动此项研究的多样性,对本课题的资料进行收集整理,对此项研究有一个大致的了解。继而结合自己的看法,提出自己的想法,进而通过模拟仿真来验证自己的想法与实际的仿真结果有何不同,对其进行理论的分析。

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