鉅大LARGE | 點擊量：1423次 | 2019年01月18日
簡述染料敏化太陽能電池
1、自我介紹：
染料敏化太陽能電池（dye-sensitizedsolarcell，縮寫為DSSC、DSC或DYSC）是模仿光合作用原理，研制出來的一種廉價的薄膜新型太陽能電池。是由米夏埃爾?格雷策爾MichaelGr?tzel和布賴恩?奧勒岡1991年在洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院發(fā)明的。它的較新版本也叫做格雷策爾電池。
2、身體內(nèi)部構(gòu)造：
主要由納米多孔半導(dǎo)體薄膜、染料敏化劑、氧化還原電解質(zhì)、對電極和導(dǎo)電基底等幾部分組成。納米多孔半導(dǎo)體薄膜通常為金屬氧化物(TiO2、SnO2、ZnO等)，聚集在有透明導(dǎo)電膜的玻璃板上作為DSC的負極。對電極作為還原催化劑，通常在帶有透明導(dǎo)電膜的玻璃上鍍上鉑。敏化染料吸附在納米多孔二氧化鈦膜面上。正負極間填充的是含有氧化還原電對的電解質(zhì)，最常用的是I3-/I-。
3、運動過程：
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
⑴染料分子受太陽光照射后由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài);
⑵處于激發(fā)態(tài)的染料分子將電子注入到半導(dǎo)體的導(dǎo)帶中;
⑶電子擴散至導(dǎo)電基底，后流入外電路中;
⑷處于氧化態(tài)的染料被還原態(tài)的電解質(zhì)還原再生;
⑸氧化態(tài)的電解質(zhì)在對電極接受電子后被還原，從而完成一個循環(huán);
⑹和⑺分別為注入到TiO2導(dǎo)帶中的電子和氧化態(tài)染料間的復(fù)合及導(dǎo)帶上的電子和氧化態(tài)的電解質(zhì)間的復(fù)合。
4、特長：
⑴壽命長：使用壽命可達15-20年;
⑵結(jié)構(gòu)簡單、易于制造，生產(chǎn)工藝簡單，易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn);
⑶制備電池耗能較少，能源回收周期短;
⑷生產(chǎn)成本低，僅為硅電池的1/5～1/10，預(yù)計每蜂瓦電池成本在10元以內(nèi)；
⑸生產(chǎn)過程無毒無污染；
⑹有比硅電池更為廣泛的用途：可用塑膠或金屬薄板使之輕量化，薄膜化;可使用各種色彩鮮豔的染料使之多彩化;另外還可設(shè)計成各種形狀的太陽能電池使之多樣化。
5、國內(nèi)量產(chǎn)化：
河北漢光重工有限責任公司承擔的國內(nèi)首個染料敏化太陽能電池產(chǎn)業(yè)化項目攻克了光電材料、單元封裝、元件封裝等難關(guān)，把電池從2×2平方厘米、5×5平方厘米、15×15平方厘米，做到了80×72平方厘米，經(jīng)檢測，這種大面積的染料敏化太陽能電池的技術(shù)指標及穩(wěn)定性均達到了產(chǎn)業(yè)化要求。該公司已具備多種規(guī)格型號電池單元的制作能力，其光電流、光電壓及光電效率都已滿足小型用電器的電量要求，具備小批量生產(chǎn)能力。目前國內(nèi)在該領(lǐng)域的科研水準與世界保持同步，計劃在2015年染料敏化太陽能電池達到20MW的產(chǎn)能。
6、種類延伸：圓柱型太陽能電池
（1）外形：
圓柱型染料敏化太陽能電池長1m，可豎著設(shè)置在溫室內(nèi)使用。太陽能電池單元每個長20cm左右，豎著連在一起形成了1m的長度。
（2）誕生：
這是由研發(fā)染料敏化太陽能電池的九州工業(yè)大學(xué)研究生院生命體工學(xué)研究科教授早瀨修二在2013年提出的。為擴大染料敏化太陽能電池的應(yīng)用，本著“能用涂布工藝制造，降低制造成本，實現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率”的目的，著眼于改變太陽能電池單元的封裝構(gòu)造，以低成本方法防止水和氧進入太陽能電池單元內(nèi)的封裝，以使材料穩(wěn)定，性能不變，因而開發(fā)出了圓柱型的染料敏化太陽能電池。
（3）優(yōu)點：
A、圓柱型的平面只有圓柱的兩端。太陽能電池單元的平面面積減小，減少水和氧從平面進入太陽能電池單元內(nèi)的源頭，不容易劣化；
B、采用跟螢光燈一樣的玻璃管，成本不高；
C、轉(zhuǎn)換效率雖只有6%，但其發(fā)電量幾乎不會隨著光的入射角度而變動，所以圓柱型一天的總發(fā)電量要高于平面型，在9月份時是平板型的1.3倍；而在垂直面上設(shè)置時，圓柱型與平板型在9月的一天總發(fā)電量之差會擴大為2倍；
D、能像螢光燈那樣操作，設(shè)置很簡單，用戶能自己更換劣化的電池；
E、能省占地面積，如溫室栽培作物等地方，垂直設(shè)置能使作物耕作面積不受減少。
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