유연한 태양 전지의 염료 감광

1970초에 사람들은 광합성을 시뮬레이션하여 새로운 태양 전지를 개발하기를 희망했습니다. 당시 사람들은 반도체 결정 물질인 이산화티타늄(TiO2) 표면에 엽록소 염료 층을 감쌌다. 염료감응형 태양전지(DSC) 개념을 제안했지만, 엽록소에서 전자 수송이 어려워 변환 효율이 0.01%에 불과했다.
1991년이 되어서야 스위스 화학자 Michael Gratzel이 염료 감응 배터리의 실질적인 개발을 촉진하기 위해 나노기술을 사용했습니다. Gratzel은 TiO2 결정의 큰 입자를 직경 20nm의 작은 스폰지 TiO2 입자로 대체합니다. 외층은 염료의 얇은 층으로 코팅되어 10um 두께의 광학 투명 필름을 형성합니다. 최초의 염료 감응 전지는 7.1%의 변환 효율과 12mA/cm^2의 전류 밀도를 달성했습니다. 오늘날 염료 감응 전지의 변환 효율에 대한 세계 기록은 11%입니다.
연료감응셀 구조에서 광감제는 카르복실(-COOH), 인산(-PO3H2), 붕산-B(OH)2의 작용기를 통해 TiO2 입자의 표면에 코팅되어 전하전달 복합체를 형성한다. . 그런 다음 TCO 유리와 금속 기판이 각각 음극과 양극 역할을 하는 산화환원 매개체 용액에 담깁니다. 감광제는 방출된 빛을 흡수하고 바닥 상태의 So에 있는 전자는 고에너지 상태 S*로 여기됩니다. fs ~ ps 내에서 감광제의 전자는 TiO2의 전도대로 들어갑니다. 감광제는 전자를 잃고 산화되어 S 플러스가 됩니다. 산화 환원 매개체는 금속 양극에서 전자를 얻은 다음 전자를 감광제에 제공하여 환원시킵니다. So의 전도대에 있는 자유 전자. TiO2는 TCO 음극과 회로를 통해 금속 양극으로 되돌아갑니다. 두 전극 사이에 전류가 형성되어 회로의 부하를 구동합니다.
유연한 태양 전지에 대한 참고 사항
2016년 3월, 저의 과학자는 새로운 유형의 플렉서블 태양 전지를 개발했습니다. 전문가들은 지능형 온도 제어 태양 전지 및 웨어러블 태양 전지 개발에 사용될 것으로 예상됩니다.