典型的染料敏化太阳能电池的结构包括纳米多孔

Ti02 半导体薄膜、透明导电玻璃、染料

光敏化剂、空穴传输介质和对电极。

　　多孔纳米

TiO2 薄膜是电池的光阳极，其性能的好坏直接关系到太阳能电池的效率。这

种薄膜一般是用

TiO2 纳晶微粒涂覆在导电玻璃表面，在高温条件下烧结而形成多孔电极。

　　透明导电玻璃一般为

ITO 玻璃或 TCO 玻璃等，它起着传输和收集电子的作用。染料光

敏化剂是吸附在多孔电极表面的，要求具有很宽的可见光谱吸收及具有长期的稳定性。空穴
传输介质主要起氧化还原作用和电子传输作用。各种染料敏化电池的主要区别也是在于空穴
传输介质的不同。对电极一般使用铂电极或具有单电子层的铂电极，主要用于收集电子。

　　

2.2 染料敏化太阳能电池的工作原理

　　染料敏化太阳能电池的基本工作原理如下：当能量低于多孔纳米

TiO2 薄膜禁带宽度，

但等于染料分子特征吸收波长的入射光照射在多孔电极上时，吸附在多孔电极表面的染料
分子中的电子受激跃迁至激发态，再注人到

TiO2 导带，而染料分子自身成为氧化态。注入

到

TiO2 中的电子通过扩散富集到导电玻璃基板，然后进入外电路。处于氧化态的染料分子

从电解质溶液中获得电子而被还原成基态，电解质中被氧化的电子扩散至对电极，这就完
成了一个光电化学反应的过程。在染料敏化太阳能电池中，光能被直接转换成了电能，而电
池内部并没有发生净的化学变化。

　　

DSC 电池的工作原理类似于自然界的光合作用，与传统硅电池不同。它对光的吸收主

要通过染料来实现，而电荷的分离传输则是通过动力学反应速率来控制。电荷在

TiO2 中的

运输由多数载流子完成，所以这种电池对材料纯度和制备工艺的要求并不十分苛刻，使得
制作成本大幅下降。

　　

3 染料敏化太阳能电池的优势

　　

3.1 价格和工艺优势