2024年3月29日发(作者：酒傲菡)
二、材料
材料：
1.透明电极
导电玻璃厚度一般为O.55mm, 0.7mm, 0.9mm或1.1 mm，其上镀有0.5-0.7μm厚的氧化铟锡((ITO)
或掺F的氧化锡膜（FTO），方块电阻<20欧，透光率>85%。要耐500℃左右的高温，透光性能好。导电玻璃
起着传输和收集正、负电极电子的作用。为使电极达到更好的光和电子收集效率，有时经过特殊处理，如为了防
止普通玻璃中的Na、K等离子在高温烧结过程中扩散到Sn0
2
膜中，在氧化铟锡膜和玻璃之间扩散一层纯的约
0.1μm厚的Si0
2
，在光阴极上镀上一层Pt。
FTO和ITO性能比较：
电阻大，约为ITO的6倍；
加热时电阻随温度升高的增值小；
FTO
耐热性好；
表面凸凹不平；
主要用于太阳电池生产
ITO
表面平滑；
主要用于液晶产品的生产
2.染料
一般认为用于DSCs 的理想染料敏化剂应满足以下条件:
(1) 具有宽的光谱响应范围,即应能在尽可能宽的范围内吸收可见太阳光谱；
(2) 应可以与氧化物半导体表面牢固地结合,并以高的量子效率将电子注入到其导带中；
(3) 具有高的稳定性,可经历10
8
次氧化还原循环,相当于在太阳光下暴露20 年；
(4) 具有足够高的氧化还原电势,使其能迅速结合电解质溶液或空穴导体中的电子给体而再生；
(5) 激发态能级与半导体的导带能级匹配，减少电子转移过程中的能量损失；
用于DSC 的染料敏化剂按其结构中是否含有金属原子或离子,分为有机和无机两大类。无机类的染料敏化剂主要
集中在钌、锇类的金属多吡啶配合物、金属卟啉、酞菁和无机量子点等；有机染料包括合成染料和天然染料。
目前以多吡啶钌配合物的敏化性能最好。这类染料是目前应用最为广泛的染料敏化剂,目前开发的高效染料敏化剂
多为此类染料。在这类染料中,以N3、N719 和黑染料（Black dye）为代表, 保持着DSC 的最高效率，分别为
10％、11.18％、10.4％。
3.电解质溶液
目前用于DSC 的电解质可以分为3 类:液态电解质、准固态电解质和固态电解质。液态电解质按照其所用
溶剂的不同,分为有机溶剂电解质和离子液体电解质。准固态电解质按照胶凝前的液体电解质的不同,可以分为基
于有机溶剂的准固态电解质和基于离子液体的准固态电解质。目前，固态电解质的研究十分活跃,典型的有P型半
导体材料、空穴传输有机分子材料及固态复合电解质。
液体电解质由于其扩散速率快、光电转换效率高、组成成分易于设计和调节、对纳米多孔膜的渗透性好而一直被
广泛研究。它主要是由三个部分组成：有机溶剂、氧化还原电对和添加剂。
用作有机溶剂电解质中的常见有机溶剂有:腈类、酯类等。液态电解质中的氧化还原电对主要是I
3-
/I
-
。 I
3-
/I
-
氧
化还原电对抗衡阳离子最常用的是烷基咪唑类阳离子和Li
+
。DSC 电解质溶液中的常用添加剂是4－叔丁基吡啶
(TBP) 或
N
－甲基苯并咪唑(NMBI) 。这些添加剂的加入可以抑制暗电流,提高电池的光电转换效率。
典型的电解质溶液组成：
IDSol
iI 2 MPII BP vent
0
.1 .05 .6
2
薄膜
染料敏化TiO
2
光阳极所用的纳米晶薄膜由致密TiO
2
薄层和纳米多孔结构组成。纳米二氧化钛薄膜的制备
方法有很多种,包括溶胶凝胶法、水热反应法、溅射法、醇盐水解法、溅射沉积法、等离子喷涂法、丝网印刷法等。
传统制备纳米TiO
2
薄膜的方法是溶胶－凝胶法:以钛酸酯类化合物为前驱体水解制备TiO
2
溶胶,经高压釜热处理、
蒸发去除溶剂、加表面活性剂研磨制备TiO
2
浆料；或者将商业级的纳米TiO
2
粉体(如P25 ,Degussa) 加表面活
性剂和适量溶剂研磨制备TiO
2
浆料,然后经丝网印刷、直接涂膜、旋涂等方法在导电基底上沉积TiO
2
,经高温烧
结活化制备。
目前,实验室中广泛使用的制膜方法有,刮涂法(doctor－blade) 、旋涂法(spin coating ) 和逐层沉积法(layer by
layer deposition ) 等. 若大规模工业化生产,丝网印刷法(screen print) 是最好的选择。
0Ac
.5 etonitril
2024年3月29日发(作者：酒傲菡)
二、材料
材料：
1.透明电极
导电玻璃厚度一般为O.55mm, 0.7mm, 0.9mm或1.1 mm，其上镀有0.5-0.7μm厚的氧化铟锡((ITO)
或掺F的氧化锡膜（FTO），方块电阻<20欧，透光率>85%。要耐500℃左右的高温，透光性能好。导电玻璃
起着传输和收集正、负电极电子的作用。为使电极达到更好的光和电子收集效率，有时经过特殊处理，如为了防
止普通玻璃中的Na、K等离子在高温烧结过程中扩散到Sn0
2
膜中，在氧化铟锡膜和玻璃之间扩散一层纯的约
0.1μm厚的Si0
2
，在光阴极上镀上一层Pt。
FTO和ITO性能比较：
电阻大，约为ITO的6倍；
加热时电阻随温度升高的增值小；
FTO
耐热性好；
表面凸凹不平；
主要用于太阳电池生产
ITO
表面平滑；
主要用于液晶产品的生产
2.染料
一般认为用于DSCs 的理想染料敏化剂应满足以下条件:
(1) 具有宽的光谱响应范围,即应能在尽可能宽的范围内吸收可见太阳光谱；
(2) 应可以与氧化物半导体表面牢固地结合,并以高的量子效率将电子注入到其导带中；
(3) 具有高的稳定性,可经历10
8
次氧化还原循环,相当于在太阳光下暴露20 年；
(4) 具有足够高的氧化还原电势,使其能迅速结合电解质溶液或空穴导体中的电子给体而再生；
(5) 激发态能级与半导体的导带能级匹配，减少电子转移过程中的能量损失；
用于DSC 的染料敏化剂按其结构中是否含有金属原子或离子,分为有机和无机两大类。无机类的染料敏化剂主要
集中在钌、锇类的金属多吡啶配合物、金属卟啉、酞菁和无机量子点等；有机染料包括合成染料和天然染料。
目前以多吡啶钌配合物的敏化性能最好。这类染料是目前应用最为广泛的染料敏化剂,目前开发的高效染料敏化剂
多为此类染料。在这类染料中,以N3、N719 和黑染料（Black dye）为代表, 保持着DSC 的最高效率，分别为
10％、11.18％、10.4％。
3.电解质溶液
目前用于DSC 的电解质可以分为3 类:液态电解质、准固态电解质和固态电解质。液态电解质按照其所用
溶剂的不同,分为有机溶剂电解质和离子液体电解质。准固态电解质按照胶凝前的液体电解质的不同,可以分为基
于有机溶剂的准固态电解质和基于离子液体的准固态电解质。目前，固态电解质的研究十分活跃,典型的有P型半
导体材料、空穴传输有机分子材料及固态复合电解质。
液体电解质由于其扩散速率快、光电转换效率高、组成成分易于设计和调节、对纳米多孔膜的渗透性好而一直被
广泛研究。它主要是由三个部分组成：有机溶剂、氧化还原电对和添加剂。
用作有机溶剂电解质中的常见有机溶剂有:腈类、酯类等。液态电解质中的氧化还原电对主要是I
3-
/I
-
。 I
3-
/I
-
氧
化还原电对抗衡阳离子最常用的是烷基咪唑类阳离子和Li
+
。DSC 电解质溶液中的常用添加剂是4－叔丁基吡啶
(TBP) 或
N
－甲基苯并咪唑(NMBI) 。这些添加剂的加入可以抑制暗电流,提高电池的光电转换效率。
典型的电解质溶液组成：
IDSol
iI 2 MPII BP vent
0
.1 .05 .6
2
薄膜
染料敏化TiO
2
光阳极所用的纳米晶薄膜由致密TiO
2
薄层和纳米多孔结构组成。纳米二氧化钛薄膜的制备
方法有很多种,包括溶胶凝胶法、水热反应法、溅射法、醇盐水解法、溅射沉积法、等离子喷涂法、丝网印刷法等。
传统制备纳米TiO
2
薄膜的方法是溶胶－凝胶法:以钛酸酯类化合物为前驱体水解制备TiO
2
溶胶,经高压釜热处理、
蒸发去除溶剂、加表面活性剂研磨制备TiO
2
浆料；或者将商业级的纳米TiO
2
粉体(如P25 ,Degussa) 加表面活
性剂和适量溶剂研磨制备TiO
2
浆料,然后经丝网印刷、直接涂膜、旋涂等方法在导电基底上沉积TiO
2
,经高温烧
结活化制备。
目前,实验室中广泛使用的制膜方法有,刮涂法(doctor－blade) 、旋涂法(spin coating ) 和逐层沉积法(layer by
layer deposition ) 等. 若大规模工业化生产,丝网印刷法(screen print) 是最好的选择。
0Ac
.5 etonitril