论文部分内容阅读
染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized Solar Cell, DSC)具有制作成本低、生产工艺简单、无污染、原料丰富等优点,是一种可以替代硅太阳能电池的新型太阳能电池。目前小面积DSC的光电转换效率已接近非晶硅太阳能电池的水平,但是要实现染料敏化太阳能电池的产业化,必须研究大面积染料敏化太阳能电池。由于大面积染料敏化太阳能电池存在着光电转换效率低和长期稳定性差的问题,因此我们改进制作方法,设计并研制新型的大面积DSC来解决目前大面积DSC面临的问题。本论文设计并制作了5种大面积DSCs,包括单条DSC、并联DSC、串联W型DSC、串联Z型DSC和X型DSC,其中X型DSC是我们自己研制开发的新型大面积DSC。首先,本文分别对这5种DSCs进行了光电转换效率和电化学阻抗的系统研究,研究结果表明：在导电基板上印刷Ag线能明显提高大面积DSC的光电转换效率,Ag线通过降低基板电阻提高大面积DSC的填充因子(Fill Factor, FF),从而提高大面积DSC的光电转换效率。其次,本文进一步研究了影响大面积DSC光电转换效率的因素,结果表明：制作大面积DSC光阳极Ti02膜的方法是采用多次细化成膜并进行TiCl4处理的方法,我们制作的面积为4.9 cm×7.2 cm的并联DSC光电转换效率达到5.15%。活性面积、对电极铂层厚度以及电解液的浓度是影响串联DSC的重要因素。最后,本文通过改进制作工艺提高DSC的长期稳定性,我们研究了面积为4.9 cm×7.2 cm的并联DSC的稳定性,从2009年12月到2010年4月DSC的光电性能比较稳定,光电转换效率没有降低。我们还制作了面积为46 cm×63 cm的大面积DSC组件,目前制作完成已1.5年,电解质仍没有泄露有着很好的稳定性。通过对新型大面积X型DSC的光电转换效率和电化学阻抗谱的研究,结果表明：X型DSC可以根据不同的需要进行串并联并能得到较高的光电转换效率,X型DSC的光电转换效率明显高于传统的并联DSC,高出33.62%。因此X型DSC是一种很有发展前途的大面积DSC,为大面积DSC的产业化奠定了坚实基础。