郑州大学 化学系 张高宾 李 明 鲁春芝

染料敏化太阳能电池中敏化染料分子合成研究＊

郑州大学 化学系 张高宾 李 明 鲁春芝

一、染料敏化太阳能电池简介

随着全球对能源需求的增加，发展可再生资源成为人们解决能源问题的重要出路。太阳能在经济、环保、可持续发展等方面优点显著，因而对太阳能电池的研究具有重要的显示意义。染料敏化电池是太阳能电池的一种，其原理为：染料受光照激发，激发态的染料分子将电子注入半导体电极的导带中，从而使电子被输运到外电路；同时激发态的染料分子被电解质还原。染料敏化太阳能电池是模仿光合作用的原理而研制出来的新型太阳能电池，生产这种电池的原材料丰富，成本低廉，生产工艺相对简单，有利于大规模生产，并且其原料和生产工艺污染较小，符合可持续发展的要求，有利于环境保护。

二、敏化染料分子的特征分析

染料敏化太阳能电池主要有染料敏化剂、多孔半导体薄膜、氧化还原电解质、Pt对电极和导电基底等部分组成。其中，敏化染料是染料敏化太阳能电池的核心部分，它担任着主要的光电转换功能。并非所有的染料都可以作为这类电池的敏化染料分子，这类电池的敏化染料分子必须满足以下条件。

1.染料在TiO2的表面吸附性好，达到吸附平衡且不易脱落。染料分子上要有能与纳米TiO2表面结合的基团，例如–SO3H， –PO3H2，–COOH等。这些基团可以和TiO2表面的羟基键合，使电子转移更容易。……