陶彬彬 陈清 何江伟

摘      要：纳米TiO2半导体染料作为太阳能电池的重要原料，其电解吸附性能直接决定太阳能电池的效能。针对纳米TiO2半导体染料敏化剂在电解吸附中存在诸多影响因素，进而制约了太阳能电池的光电转化率问题，以纳米TiO2半导体染料和N719为原料，采用三电极体系探讨在不同电解温度、电解时间、电解吸附液浓度和薄膜厚度等因素下的吸附量，并通过Langmiur温吸附理论，构建动力学方程，进而得到纳米TiO2表面染料分子电解吸附的内在机理，即可以通过调节以上因素来控制其反应的速率。

关  键  词：敏化剂;TiO2薄膜;电解吸附

中图分类号：O.614        文獻标识码： A     文章编号： 1671-0460（2020）04-0528-04

Abstract： Nano-titanium dioxide semiconductor dye is an important raw material for solar cells， and its electrolytic adsorption performance directly determines the efficiency of solar cells. In view of the problem of solar cell photoelectric conversion restricted by the influence factors of nano-titanium dioxide semiconductor dye sensitizer in electrolytic adsorption， using nano-titanium dioxide semiconductor dye and N719 as raw materials， the effect of different electrolytic temperature， electrolytic time， concentration of electrolyte adsorbent and film thickness on the adsorption capacity was investigated by three-electrode system. Based on Langmiur's theory of temperature adsorption， the kinetic equation was constructed， and the internal mechanism of dye molecule electrolysis adsorption on nano-titanium dioxide surface was obtained. So the reaction rate can be controlled by adjusting the above factors.

Key words： Sensitizer; Titanium dioxide film; Electrolytic adsorption

染料敏化太阳电池（简称DSSC）是一种以吸附染料的纳米半导体薄膜为阳极，阴极主要以催化金属颗粒为主的新型光伏电池。这种光伏电池不需要高纯度的材料，也不需要精确调控元素配比，同时在制造过程中不需要高温高压等复杂步骤，从而使得其制造成本低廉，加上高光电转换率，成为当前太阳能电池市场发展的主流，具有良好市场前景。而在DSSC制备的过程中，最为关键大部分是需要纳米TiO2半导体染料敏化，从而提高光谱吸收的范围，最终提高光的利用率。当太阳光被敏化剂吸收，从而注入电子，然后转换为光电子。由此，敏化剂与TiO2能否配合，是提高太阳光转换的关键。而目前常用的敏化剂主要包括羧酸多吡啶钌、膦酸多吡啶钌。但膦酸多吡啶钌敏化剂存在缺点，刘玉静（2018）通过研究认为[1]，膦酸多吡啶钌的吸附基团为平面结构，与膦酸多吡啶钌的吸附基团相比具有一定的优势，但是其中心的SP3膦原子杂化，会与吸附平面产生共轭，进而因为激发态时间段，不能有效地将电子全部注入。……