染料敏化电池

什么是染料敏化电池？这么冷门的知识不懂了吧。赶紧来了解一下染料敏华电池是由哪些东西构成的，又有哪些作用、类别和方向呢。Get多一个冷门知识，说不定哪天就用上了呢。

DSC电池

光阳极

作用

染料分子载体

分离电荷

传输电荷

分类

早期：平板电极

表面积小

染料吸附量有限

1991：钠晶TIO2多孔膜

染料吸附量大幅提高

半导体材料

TIO2

优点

优越的光电介电效应

合适地禁带宽度

优良的稳定性

缺点

大量表面态

优化

形貌设计

纳米管

阵列

纳米棒

优势

减少复合

比表面积更大

制备

阻挡层，散射层，转化发光层

ZnO

与TiO2相似的禁带宽度

更高电子迁移率

低复合率

SnO2

柔性电池

优势

携带方便

可折叠

基底

金属薄片

聚合物

成本低

可大规模生产

不耐高温

低温制备工艺

染料敏化剂

作用

光子马达

高效特征

结合牢

光谱响应范围广

电子注入效率高

稳定性高

分类

无机染料

钌-多吡啶络合物

代表

N3 N19 黑染料

特点

稳定性好

效果好

昂贵

有机染料

天然

优势

来源广

好做

人工

代表

吲哚啉类染料

香豆素类染料

三苯胺类染料

。。。

结构

供体（D）共扼桥（Π）-受体（A）

电子供体

共轭桥

电子受体

都可修饰

半导体量子点

发展方向

设计合成更优的有机染料剂

研究光生电子的传输规律

研究有机染料的协同敏化

对电极

作用

收集，输运电子

反射透过光

吸附并催化还原

分类

金属电极

Ni

优点

催化作用好

廉价

缺点

会与电解质反应

制备工艺不成熟

Pt

优点

高催化活性

低超电势

缺点

贵·

Au

碳对电极

传统碳材料

碳黑

石墨

新型碳材料

碳纳米管

石墨烯

富勒烯

特点

导电聚合物对电极

未来方向

降低Pt的利用

Pt-C

Pt-导电聚合物

Pt-石墨烯

寻找Pt替代

电解质

作用

电荷交换媒介

还原染料正离子

运输电荷

高效特征

与HOMO轨道匹配的氧化还原能级

快速的空穴传导能力

分类

全固态

无机P型半导体

有机空穴传输材料

聚合物电解质

加和化合物电解质

特点

结晶太快，填充不充分

易密封

接触不好

液态

缺点

易挥发~泄露

封装工艺复杂

优点

粘度小

离子扩散快

渗透能力强

组成

添加剂

氧化还原电对

溶剂

有机溶剂

腈类

酯类

新型溶剂

离子液体

稳定性好

电化学窗口宽

溶解能力强

准固态

聚合物凝胶电解质

有机小分子凝胶电解质

酰胺键

长脂肪链

纳米颗粒凝胶电解质

纳米SIO2

碳黑

纳米TiO2