实验 染料敏化电池实验
【实验目的】
① 掌握染料敏化太阳能电池的概念，包括DSSC的特点和分类； ② 熟悉DSSC的制作原理及工艺流程； ③ 了解制作TIO2纳米管的几种方法， 【实验原理】
染料敏化太阳能电池大致上分为四种，其中包括含有电解液的染料敏化太阳能电池，有机薄膜染料敏化太阳能电池，固态电解质的染料敏化太阳能电池，钙钛矿染料敏化太阳能电池。一个完整的DSSC包括光阳极，半导体材料，敏化剂，电解液，对电极五部分组成。光阳极上面搭载半导体材料，是染料敏化太阳能电池最主要的部分；敏化剂主要用来拓宽光谱；电解液和对电极可以提高电子的传输效率。
DSSC工作原理：
① 染料(S)受光激发由基态跃迁到激发态（S*）： S + hυ → S*
② 激发态染料分子将电子注入到半导体的导带中： S* → S+ + e-(CB)
③ I-离子还原氧化态染料可以使染料再生： 3I- + 2S+ → I3- + 2S，
④ 导带中的电子与氧化态染料之间的复合： S+ + e-(CB) → S，
⑤ 导带中的电子在纳米晶网络中传输到后接触面(back contact ，BC)后而流入到外电路中：
e-(CB) → e-(BC)
⑥ 纳米晶膜中传输的电子与进入TiO2 膜的孔中的I3-离子复合： I3- + 2e-(CB) → 3I-，
⑦ I3-离子扩散到对电极上得到电子使I-离子再生： I3- + 2e-(CE) → 3I- 【实验器材】
实验仪器：匀胶机、氮气枪、超声波清洗机、玻璃仪器、扩散炉。
实验材料：AgNO3溶液、丙酮（分析纯）、盐酸（浓盐酸：水=1：50）乙醇、TIO2等。
【实验步骤】 1. DSSC的制备
（1）电池导电基底的选取
采用氧化铟锡（俗称ITO）导电玻璃，它是在钠钙基或硅硼基基片玻璃的基础上，利用磁控溅射的方法镀上一层ITO膜加工制作成的 。 （2）光阳极的制备
将制备好的TIO2纳米管，采用匀胶机涂抹在导电玻璃的固定区域，然后在
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扩散炉中用450 ℃退火30min。退火后用染料敏化24小时后用N2吹干，避光储存。
（3）对电极的制备
将C纳米管/Pt电镀在导电玻璃上面，加快电子的运动，提高氧化还原的速率。
（4）DSSC电解液的制备
常用的电解质包括液态、准固态、全固态等。采用电解质将碘和碘化钠溶于有机溶液中制备而成。 （5）电池封装
采用热膜封装技术，将电池的四周用绝缘加热封装固定。封装膜不宜太厚，保证电池内部接触良好。 （6）DSSC电解液注入
将前面配制好的电解液用直径100μm的针孔将电解液注入到封装好的DSSC中，完成后即为成品。 【注意事项】
（1）使用匀胶机将纳米管镀在导电玻璃时，必须确保玻璃处于吸紧状态。 （2）在注入电解液时，电解液尽量不要溢出，避免正负极短路。 （3）使用绝缘胶带时，尽量将胶带粘在边缘区域。 【实验结果分析与讨论】
1、DSSC的原理以及影响转化效果的因素有哪些？ 2、染料敏化太阳能电池有哪些？分析不同种电池的区别。
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染料敏化电池 - 图文
