染料敏化太陽能電池(dye-sensitized solar cell，縮寫為DSSC)是基于納米技術(shù)發(fā)展起來的一種新型的廉價(jià)的薄膜太陽能電池。它是基于由光敏電極和電解質(zhì)構(gòu)成的半導(dǎo)體，是一個(gè)電氣化學(xué)系統(tǒng)。染料敏化太陽能電池具有許多吸引人的特征,因?yàn)樗梢杂玫土牟牧现瞥?但實(shí)際上它很難擺脫對(duì)于貴重金屬鉑和釕的限制，并且它的液態(tài)的電極對(duì)于各種天氣的適應(yīng)也是一個(gè)嚴(yán)重挑戰(zhàn))，不需要用精細(xì)的儀器來制造，這種電池在技術(shù)上很有吸引力。而且，其制造過程比以前的電晶體電池要便宜。它可以被制成軟片，機(jī)械強(qiáng)度大，不需要特別保護(hù)就可以防護(hù)樹枝或者冰雹的撞擊。雖然它的能量轉(zhuǎn)換效率比最好的薄膜電池要低，但理論上它們的性價(jià)比較高。
目前對(duì)染料敏化太陽電池(DSSC)的研究主要集中在二氧化鈦薄膜材料、電解液開發(fā)、染料分子設(shè)計(jì)等方面。同時(shí)，如何提高光的利用率，從而提高染料敏化太陽電池(DSSC)的光電轉(zhuǎn)換效率一直是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
染料敏化太陽電池(DSSC)的工作原理
DSSC 工作原理圖（來源于網(wǎng)絡(luò)）
首先，吸附在納米TiO2電極表面的光敏劑分子吸收入射光子通量，并從基態(tài)(S)激發(fā)到激發(fā)態(tài)(S*)。一種類型的光激發(fā)導(dǎo)致電子從光敏劑的最高占據(jù)分子軌道(HOMO)轉(zhuǎn)移到最低未占分子軌道(LUMO)。隨后將激發(fā)的電子注入到TiO2電極的導(dǎo)帶中，使光敏劑分子氧化。注入的電子通過TiO2電極向透明導(dǎo)電氧化物(TCO)涂層電極擴(kuò)散，并通過外部負(fù)載和布線，最終到達(dá)反電極。氧化光敏劑在電解液中被I-離子還原，使光敏劑的基態(tài)再生，I-離子被氧化成I3-離子。I3-離子向反電極擴(kuò)散，在反電極上還原為I-離子。總體而言，電力是在沒有永久化學(xué)轉(zhuǎn)化的情況下產(chǎn)生的。
染料敏化太陽能電池(DSSC)材料是指制造屬于薄膜太陽能電池組的低成本太陽能電池的材料。
在染料敏化太陽電池(DSSC)中，光敏劑是影響太陽能電池性能的最重要成分之一，因?yàn)楣饷魟┑倪x擇既決定了DSSC的光響應(yīng)速度，也將啟動(dòng)初步的光子吸收和后續(xù)的電子轉(zhuǎn)移過程。目前除了傳統(tǒng)的釕配合物光敏劑外，也對(duì)有機(jī)染料形式的無金屬類似物進(jìn)行研究開發(fā)，同時(shí)有機(jī)染料光敏劑的光伏性能也在不斷提高。
一般能夠應(yīng)用于染料敏化太陽能電池的染料應(yīng)具備以下幾個(gè)條件：
1、具有很寬的吸收帶，可以吸收盡可能多的太陽光；
2、具有長(zhǎng)期的穩(wěn)定性，能經(jīng)得起無數(shù)次的激發(fā)-氧化-還原過程；
3、有很好的吸附性，既能夠快速達(dá)到吸收平衡，又不易脫落；
4、足夠負(fù)的激發(fā)態(tài)氧化還原電勢(shì)，以保證染料激發(fā)態(tài)電子注入二氧化鈦導(dǎo)帶；
5、激發(fā)態(tài)壽命足夠長(zhǎng)且有高的電荷傳輸效率；
6、基態(tài)的染料敏化劑不與溶液中的氧化還原對(duì)發(fā)生作用；
7、在氧化還原過程中勢(shì)壘相對(duì)較低，以便在初級(jí)和次級(jí)電子轉(zhuǎn)移中的自由能損失最小。
染料敏化太陽能電池(DSSC)材料推薦：
| 產(chǎn)品編號(hào) | 產(chǎn)品描述 |
| 3025488 | 79151-78-3, 三(2,2'-二吡啶)鈷(II)雙(六氟磷酸鹽), Tris(2,2'-bipyridine)cobalt(II) Bis(hexafluorophosphate) |
| 3025489 | 28277-53-4, 三(2,2'-二吡啶)鈷(III)三(六氟磷酸鹽), Tris(2,2'-bipyridine)cobalt(III) Tris(hexafluorophosphate) |
| 3075492 | 207347-46-4, 二-四丁銨順式-雙(異硫氰基)雙(2,2'-聯(lián)吡啶-4,4'-二羧基)釕(II), Di-tetrabutylammonium cis-bis(isothiocyanato)bis(2,2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylato)ruthenium(II) |
| 3099344 | 50926-11-9, 氧化銦錫涂覆的矩形玻片, Indium tin oxide coated glass slide, rectangular |
| 3099345 | 50926-11-9, 氧化銦錫涂覆的矩形玻片, Indium tin oxide coated glass slide, rectangular |
| 3099875 | 7553-56-2, 碘, Iodine |
| 3105447 | 119171-18-5, 1-甲基-3-丙基碘化咪唑鎓, 1-Methyl-3-propylimidazolium Iodide |
| 3105992 | 10377-51-2, 碘化鋰, Lithium iodide |
| 3253120 | 13463-67-7, 氧化鈦(IV), Titanium(IV) oxide |
| 3253123 | 1317-70-0, 氧化鈦(IV)，銳鈦礦, Titanium(IV) oxide, anatase |
| 3253127 | 13463-67-7, 氧化鈦(IV)，金紅石和銳鈦礦混合物, Titanium(IV) oxide, mixture of rutile and anatase |
| 3253128 | 13463-67-7, 氧化鈦(IV)，金紅石和銳鈦礦混合物, Titanium(IV) oxide, mixture of rutile and anatase |
| 3253129 | 13463-67-7, 氧化鈦(IV)，金紅石和銳鈦礦混合物, Titanium(IV) oxide, mixture of rutile and anatase |
| 3253130 | 13463-67-7, 氧化鈦(IV)，金紅石和銳鈦礦混合物, Titanium(IV) oxide, mixture of rutile and anatase |
| 3253136 | 1317-80-2, 氧化鈦(IV)，金紅石, Titanium(IV) oxide, rutile |
| 3318232 | 3978-81-2, 4-叔丁基吡啶, 4-tert-Butylpyridine |
| 3426329 | 141460-19-7, 順式-雙(異硫氰基)雙(2,2'-聯(lián)吡啶基-4,4'-二羧基)釕(II), cis-Bis(isothiocyanato)bis(2,2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylato)ruthenium(II) |
