纳米二氧化钛太阳能电池的制备及其性能测试概要
纳米二氧化钛太阳能电池的制备及其性能测试汇编
华南师范大学实验报告学生姓名学号专业化学教育年级、班级课程名称综合化学实验课件密码实验类型□验证□设计□综合实验时间 2016 年 4 月 19 日实验指导老师老师实验评分纳米二氧化钛太阳能电池的制备及其性能测试一、前言1.实验目的(1)了解纳米二氧化钛染料敏化太阳能电池的组成、工作原理及性能特点；(2)掌握实合成纳米二氧化钛溶胶、组装成电池的方法与原理；(3)学会评价电池性能的方法。
2.实验意义随着地球上矿物能源日趋枯竭及环境问题的出现，人们不断寻求新能源。
太阳能作为一种可再生能源，具有其它能源所不可比拟的优点) 它取之不尽，用之不竭，而且分布广泛，价格低廉，使用安全，不会对环境构成任何污染) 将太阳能转换为电能是利用太阳能的一种重要形式) 在过去的十几年中，利用半导体光电化学电池替代常规固态光伏半导体太阳能电池来完成太阳能转换的潜在经济价值日益显现) 在众多的半导体材料中，TiO2以其独有的低廉、稳定的特点得到广泛的应用)辐射到地球表面的太阳光中，紫外光占4%，可见光占43%，N型半导体TiO2的带隙为3.2eV，吸收位于紫外区，对可见光的吸收较弱，为了增加对太阳光的利用率，人们把染料吸附在TiO2表面，借助染料对可见光的敏感效应，增加了整个染料敏化太阳能电池对太阳光的吸收率，由此构造了染料敏化太阳能电池-DSSC（dye-sensitized solar cell）电池。
3.文献综述与总结我国在染料敏化纳TiO2太阳能电池的研究中也取得了不少阶段性的成果。
2004年10月中国科学院等离子体物理研究所承担的大面积染料敏化纳米TIO:薄膜太阳电池研究项目取得了重大的突破性进展，建成了500W规模的小型示范电站，光电转化效率可以达到5%[1]。
2005年，孟庆波与陈立泉等合作，合成了一种新型的具有单碘离子输运特性的有机合成化合物固态电解质，研制的固态复合电解质纳米晶染料敏化太阳电池的光电转化效率达到了5.48%。
纳米二氧化钛的制备及性质实验
南京信息工程大学综合化学实验报告学院：环境科学与工程学院专业：08应用化学姓名：章翔宇潘婷袁成钱勇2010年6月25号纳米二氧化钛的制备及性质实验1、实验目的熟悉溶胶凝胶法制备纳米二氧化钛的方法及相关操作；理解二氧化钛吸附实验的原理和操作；掌握数据处理的方法2、溶胶凝胶法制备纳米二氧化钛2.1 需要的仪器恒压漏斗、茄行烧瓶、量筒、移液管、铁架台、磁力搅拌、磁子、冷凝管、温度计、烘箱、研钵2.2 需要的试剂钛酸丁酯异丙醇浓硝酸蒸馏水2.3 实验步骤1.50ml钛酸丁酯溶16ml的异丙醇中，摇匀（在恒压漏斗中进行）得到溶液A2.取200ml 的蒸馏水，加入0.32 ml 的浓硝酸，摇匀（在茄行烧瓶中进行），得到溶液B3.将烧瓶固定在铁架台上，进行磁力搅拌，将溶液A 逐滴滴加至溶液B中，使两溶液缓慢接触，并进行水解反应，得到溶液C溶液C室温回流，记载下当时的室温4.回流分若干天进行，保证回流时间不少于48小时，得到溶液D5.蒸干方式：将溶液D进行水浴加热85度并不断搅拌将水分蒸发干，得E6.将E放入烘箱100烘干7.研磨至粉末状；2.4 实验结果1、回流分4天进行，总计回流时间50小时，室温为15℃。
2、经研磨，得到白色细粉末状固体。
称量得二氧化钛质量为11.233g,理论产量不小于11.785g，损失为产品转移过程中损失。
3、纳米二氧化钛性质实验3.1 二氧化钛吸附试验1、仪器：烧杯（500mL），容量瓶（1000mL），样品瓶（6个），电子天平，磨口瓶，超声波清洗机，玻璃注射器，过滤器，分光光度计2、试剂：二氧化钛粉末，染料X-3B（分子量615），蒸馏水3、实验步骤：1、用电子天平称取60mg染料，配成1000mL的60mg/L溶液（避光保存）。
2、将烧杯润洗后，倒入100ml染料溶液，再倒入称量好的50mg的二氧化钛粉末。
静置后置于超声波清洗机中（70℃超声40分钟，注意避光）。
剩余原液取样保存编号。
《2024年纳米结构二氧化钛的可控制备及其光催化和光电性能》范文
《纳米结构二氧化钛的可控制备及其光催化和光电性能》篇一摘要：本文主要探讨纳米结构二氧化钛（TiO2）的可控制备技术，并对其光催化和光电性能进行深入研究。
通过多种实验方法，我们成功制备了不同形貌和尺寸的TiO2纳米结构，并对其性能进行了详细分析。
本研究的目的是为未来TiO2纳米材料在光催化、光电转换等领域的实际应用提供理论支持和实验依据。
一、引言纳米科技在近几十年得到了迅速发展，特别是在光催化、光电转换等应用领域，纳米材料以其独特的物理和化学性质，显示出巨大的应用潜力。
作为其中一种重要的半导体材料，二氧化钛（TiO2）纳米结构因其在光催化、光电器件、太阳能电池等方面的广泛应用而备受关注。
因此，研究其可控制备技术及其性能具有十分重要的意义。
二、纳米结构二氧化钛的可控制备（一）制备方法目前，制备TiO2纳米结构的方法主要有溶胶-凝胶法、水热法、化学气相沉积法等。
本实验采用溶胶-凝胶法和水热法相结合的方法，通过调整实验参数，成功制备了不同形貌和尺寸的TiO2纳米结构。
（二）实验过程1. 原料准备：选用高纯度的钛源和适当的溶剂。
2. 溶胶-凝胶过程：将钛源与溶剂混合，经过水解、缩合等反应形成溶胶，再经过干燥、热处理等步骤形成凝胶。
3. 水热处理：将凝胶置于水热反应釜中，在一定温度和压力下进行水热处理，得到不同形貌的TiO2纳米结构。
三、光催化性能研究（一）实验方法通过光催化降解有机污染物实验，评价TiO2纳米结构的光催化性能。
选用典型的有机污染物如甲基橙、罗丹明B等作为目标降解物。
（二）结果分析实验结果表明，不同形貌和尺寸的TiO2纳米结构对有机污染物的光催化降解效率存在显著差异。
其中，具有较大比表面积和良好结晶度的TiO2纳米结构表现出更高的光催化活性。
此外，光催化性能还与TiO2的晶型、表面缺陷等因素有关。
四、光电性能研究（一）实验方法通过测量TiO2纳米结构的光电流-电压曲线、光谱响应等参数，评价其光电性能。
纳米二氧化钛太阳能电池的制备及其性能测试
纳米二氧化钛太阳能电池的制备及其性能测试前言：随着地球上矿物能源日趋枯竭及环境问题的出现，人们不断在寻找赶紧的新能源。
太阳能是地球上唯一外来的永不枯竭的能源，科学家一直在研究其利用价值。
进入二十一世纪以来，利用无污染的太阳能成为人们解决能源危机和环境污染问题的一条重要途径。
将太阳能转化为电能的太阳能电池成为科学家们研究的热点。
二氧化钦(TiO2)具有良好的化学稳定性、抗磨损性、低成本和无毒等特性，在光催化、杀菌、制备染料敏化太阳能电池等方面被广泛应用。
由于TiO2其禁带宽度较大(3.2eV)，使其只能吸收太阳光中的紫外光部分，导致其太阳电池的转化效率较低，因此要对其进行敏化，提高其光电转化效率，更加有效的利用太阳能。
我国在染料敏化纳TiO2太阳能电池的研究中也取得了不少阶段性的成果。
2004年10月中国科学院等离子体物理研究所承担的大面积染料敏化纳米TIO:薄膜太阳电池研究项目取得了重大的突破性进展，建成了500W规模的小型示范电站，光电转化效率可以达到5%[1]。
2005年，孟庆波与陈立泉等合作，合成了一种新型的具有单碘离子输运特性的有机合成化合物固态电解质，研制的固态复合电解质纳米晶染料敏化太阳电池的光电转化效率达到了5.48%。
这些都为染料敏化纳米TiO2太阳电池的最终产业化奠定了坚实的基础。
我国己将染料敏化纳米晶太阳能电池的研究列入“973”重大课题研究，小面积染料敏化纳米TiO2太阳电池光电转化效率已突破11% 。
由于封装技术，液体电解质存在不稳定等问题，提高封装技术，和引入固态电解质便成为这种电池研究的重要方向。
染料敏化纳米TiO2太阳能电池主要由镀有透明导电薄膜的导电基片、多孔或纳米棒半导体薄膜、染料光敏化剂、电解质溶液及透明对电极等部分组成[2]，如图1所示。
导电玻璃主要功能是传输和收集正、负电子。
太阳能电池中的纳米TiO2多孔或TiO2纳米棒薄膜，具有吸附染料、分离电荷以及传输光生载流子的性能。
天然染料敏化TiO2太阳能电池的制备与光电性能测试实验报告
天然染料敏化TiO2太阳能电池的制备及光电性能测试一、实验目的1.了解染料敏化纳米TiO2太阳能电池的工作原理及性能特点。
2.掌握合成纳米TiO2溶胶的方法、染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法以及电池的组装方法。
3.掌握评价染料敏化太阳能电池性能的方法。
二、实验原理一、DSSC结构和工作原理DSSC结构：染料敏化太阳能电池的结构是一种“三明治”结构, 如图1所示，主要由以下几个部分组成: 导电玻璃、染料光敏化剂、多孔结构的TiO2半导体纳米晶薄膜、电解质和铂电极。
其中吸附了染料的半导体纳米晶薄膜称为光阳极，铂电极叫做对电极或光阴极。
DSSC电池的工作原理：电池中的TiO2禁带宽度为3.2 eV，只能吸收紫外区域的太阳光，可见光不能将它激发，于是在TiO2膜表面覆盖一层染料光敏剂来吸收更宽的可见光，当太阳光照射在染料上，染料分子中的电子受激发跃迁至激发态，由于激发态不稳定，并且染料与TiO2薄膜接触，电子于是注入到TiO2导带中，此时染料分子自身变为氧化态。
注入到TiO2导带中的电子进入导带底，最终通过外电路流向对电极，形成光电流。
处于氧化态的染料分子在阳极被电解质溶液中的I-还原为基态，电解质中的I3-被从阴极进入的电子还原成I-，这样就完成一个光电化学反应循环。
但是反应过程中，若电解质溶液中的I-在光阳极上被TiO2导带中的电子还原，则外电路中的电子将减少，这就是类似硅电池中的“暗电流”。
整个反应过程可用如下表示:(l) 染料D受激发由基态跃迁到激发态D*： D + hv→ D*(2) 激发态染料分子将电子注入到半导体导带中：D*→ D+ + e-(3) I-还原氧化态染料分子：3I- + 2D+→ I3- + 2D(4) I3-扩散到对电极上得到电子使I-再生：I3- +2e- → 3I-(5) 氧化态染料与导带中的电子复合：D+ + e- → D(6) 半导体多孔膜中的电子与进入多孔膜中I3-复合：I3- +2e-→ 3I-其中，反应(5)的反应速率越小，电子复合的机会越小，电子注入的效率就越高；反应(6)是造成电流损失的主要原因。
tio2纳米材料的制备与表征
tio2纳米材料的制备与表征制备和表征二氧化钛（TiO2）纳米材料是一项重要的科学任务，由于其广泛的应用领域，包括光催化、太阳能电池、光电器件、光致发光、药物载体和生物成像等。
下面将介绍一种常用的制备和表征TiO2纳米材料的方法。
制备目前，制备TiO2纳米材料的主要方法包括化学气相沉积（CVD）、溶胶-凝胶法、水热法、微波等离子体化学方法等。
这里我们以水热法为例。
水热法是一种在高温高压条件下，利用水作为溶剂，使原料在其中发生化学反应并形成结晶的方法。
制备TiO2纳米材料的水热法通常包括以下步骤：1.将一定量的钛酸丁酯（Ti(OC4H9)4）和适量的硝酸（HNO3）溶液混合，搅拌均匀。
2.将上述混合液转移到高压反应釜中，密封后置于烘箱中加热至指定温度（通常为150-250℃）。
3.在该温度下保持一定时间（例如1-10小时），使钛酸丁酯和硝酸发生水热反应，生成二氧化钛（TiO2）纳米颗粒。
4.待反应结束后，将反应釜自然冷却至室温，取出产物。
5.用去离子水冲洗产物，去除可能存在的杂质。
6.最后，将产物进行干燥，得到TiO2纳米材料。
表征为了确认制备得到的物质是否为TiO2纳米材料，以及其结构和形貌等性质，我们通常会使用一系列表征方法。
1.X射线衍射（XRD）：XRD可以用于确定材料的晶体结构和相组成。
通过对比标准PDF卡片，可以确认制备得到的物质是否为TiO2纳米材料。
2.扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）：SEM和TEM可以用于观察材料的形貌和尺寸。
通过这些方法，我们可以了解到制备得到的TiO2纳米材料的形状、大小以及分布情况。
3.光电子能谱（XPS）：XPS可以用于分析材料的化学组成和化学状态。
通过这种方法，我们可以确认制备得到的物质是否含有Ti、O元素，并得到它们的比例。
4.紫外-可见光谱（UV-Vis）：UV-Vis可以用于研究材料的电子结构和光学性质。
通过这种方法，我们可以得到制备得到的TiO2纳米材料的吸收边和带隙等信息。
纳米二氧化钛的制备及性质实验
纳⽶⼆氧化钛的制备及性质实验纳⽶⼆氧化钛的制备及性质实验⼀、实验⽬的1、了解TiO2纳⽶材料制备的⽅法。
2、掌握⽤溶胶-凝胶法制备TiO2纳⽶材料的原理和过程。
3、掌握纳⽶材料的标准⼿段和分析⽅法。
⼆、实验背景实验前⼀个星期，本⼈通过查阅相关资料及⽂献了解到，纳⽶粉体是指颗粒粒径介于1～100 nm之间的粒⼦，由于颗粒尺⼨的微细化，使得纳⽶粉体在保持原物质化学性质的同时，与块状材料相⽐，在磁性、光吸收、热阻、化学活性、催化和熔点等⽅⾯表现出奇异的性能。
纳⽶TiO2粉体是⼀种重要的⽆机功能材料，纳⽶TiO2粉体⽆毒，氧化能⼒强，是优良的光催化剂、传感器的⽓敏元件、催化剂载体或吸附剂，也是功能陶瓷、⾼级涂料的重要原料，热稳定性好且原材料⼴泛易得，它有三种晶型:板钛矿、锐钛型和⾦红⽯型。
在多相光催化体系中，由于纳⽶⼆氧化钛粉体与污染物有更⼤的接触⾯积，体系中⼆氧化钛表现出更⾼的光催化活性。
⼆氧化钛纳⽶材料的制备⽅法分为：物理法和化学法。
物理法是最早采⽤的纳⽶材料制备⽅法，其⽅法采⽤⾼能消耗的⽅式，“强制”材料“细化”得到纳⽶材料。
且常⽤有构筑法（⽓相沉积法等）和粉碎法（⾼能球磨法等）。
物理法制备纳⽶材料的优点是产品纯度⾼，缺点是产量低、设备投⼊⼤。
⽽化学法采⽤化学合成的⽅法，合成制备纳⽶材料。
例如，沉淀法、化学⽓相凝聚法、⽔热法、溶胶-凝胶法、热解法和还原法等。
TiO2纳⽶材料的制备⽅法分为：⽓相法、液相法和固相法[1]。
⽬前制备TiO2纳⽶材料应⽤最⼴泛的⽅法是各种前驱体的液相合成法，这种⽅法优点是：原料来源⼴泛、成本较低、设备简单、便于⼤规模⽣产，但是产品的均匀性差，在⼲燥和煅烧过程中易发⽣团聚。
当前实际中应⽤最普遍的液相制备法主要有：液相沉淀法、溶胶-凝胶法、⽔热法和⽔解法。
本次实验将使⽤溶胶-凝胶法。
三、实验原理（1）纳⽶TiO2的制备溶胶-凝胶法胶体是⼀种分散相粒径很⼩的分散体系，分散相粒⼦的重⼒可以忽略，粒⼦之间的相互作⽤主要是短程作⽤⼒。
纳米二氧化钛太阳能电池的制备及其性能的测试实验报告汇编
华南师范大学实验报告学生姓名学号专业化学(师范) 班级12化教五班课程名称化学综合实验实验项目纳米二氧化钛太阳能电池的制备及其性能测试实验类型□验证□设计□综合实验时间2016 年 4 月21 日实验指导老师李红老师实验评分纳米二氧化钛太阳能电池的制备及其性能测试一、前言1．实验目的(1)了解纳米二氧化钛染料敏化太阳能电池的组成、工作原理及性能特点。
(2)掌握实合成纳米二氧化钛溶胶、组装成电池的方法与原理。
(3)学会评价电池性能的方法。
2．实验意义能源问题是制约目前世界经济发展的首要问题，太阳能作为一种取之不尽用之不竭无污染洁净的天然绿色能源而成为最有希望的能源之一。
目前研究和应用最广泛的太阳能电池主要是硅系太阳能电池。
但硅系电池原料成本高、生产工艺复杂、效率提高潜力有限（其光电转换效率的理论极限值为30%），限制了其民用化，急需开发低成本的太阳能电池。
1991 年，Gratzal等[1]将纳米多孔TiO2薄膜应用于一种新型的,基于光电化学过程的太阳电池-染料敏化纳米薄膜电池中，光电转换效率达到7.1%-7.9%，引起了世人的广泛关注。
随后，该小组[2]开发了光电能量转换效率达10-11%的DSSC，其光电流密度大于12 mA/cm2，。
目前，染料敏化纳米二氧化钛太阳能电池的光电转换效率已达到了11.18%。
染料敏化纳米二氧化钛太阳能电池在世界范围内已经成为了研究的热点。
DSSC与传统的太阳电池相比有以下一些优势：(1) 寿命长：使用寿命可达15-20年；(2) 结构简单、易于制造，生产工艺简单，易于大规模工业化生产；(3) 制备电池耗能较少，能源回收周期短；(4) 生产成本较低，仅为硅太阳能电池的1/5～1/10，预计每蜂瓦的电池的成本在10元以内。
(5) 生产过程中无毒无污染；3．文献综述与总结蓝鼎等[3]采用溶胶2凝胶、浆体涂敷、磁控溅射等方法制备了二氧化钛单层以及多层膜。
结果表明：以磁控溅射薄膜为基底制备的复合膜太阳电池性能一般优于溶胶-凝胶薄膜为基底制备的复合膜太阳电池性能，利用单层纳米粉可以实现效率较高的太阳电池。
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纳米二氧化钛太阳能电池的制备及其性能测试一、前言【实验目的】①了解纳米二氧化钛染料敏化太阳能电池的组成、工作原理级性能特点；②掌握合成纳米二氧化钛溶胶、组装成电池的方法与原理；③学会评价电池性能的方法。
【实验意义】能源短缺与环境污染是目前人类面临的两大问题。
太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的绿色能源是解决能源危机的最佳途径之一。
太阳能电池的开发就是太阳能的重要利用价值之一。
染料敏化纳米晶太阳能电池是当前纳米技术和光电转换材料研究的热点之一，其廉价的成本和简单的制作工艺以及稳定的性能，为人类利用太阳能提供了更有效的方法。
经过短短十几年时间的发展，染料敏化太阳电池的研究在染料、电极、电解质等各方面取得了很大进展。
同时在高效率、稳定性、耐久性等方面还有很大的发展空间。
总之染料敏化纳米晶太阳能电池有着十分广阔的产业化前景，相信在不久的将来，染料敏化太阳电池将会走进我们的生活，因此本实验也从其组成、原理及性能测试等方面进行开展。
【文献综述与总结】随着地球上矿物能源日趋枯竭及环境问题的出现，寻求环境友好、清洁和可再生的绿色能源成为全球关注的焦点。
太阳能作为一种绿色环保能源，吸引了全世界的关注，如何把太阳能转化成可利用的能源形式已成为当今亟需解决的一大研究课题。
长期以来，硅半导体太阳能电池占据了市场上的绝对优势，但其复杂的制造工艺、高昂的成本限制了其应用的广泛性。
[1]1991年瑞士洛桑高等工业学院(EPFL)的Graztel研究组利用联吡啶钌(Ⅱ)配合物敏化纳米晶TiO2多孔膜为光阳极，组装出光电转换效率为7.1%~7.9%的染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized solar cells，DSSCs)，开辟了太阳能电池研究的全新领域。
DSSCs具有永久性、清洁性和灵活性三大优点。
只要太阳存在，DSSCs就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，DSSCs不会引起环境污染；DSSCs可以大中小并举，大到百万千瓦的中型电站，小道只供一户使用的DSSCs组，这是其它电源无法比拟的。
[1]但是研究者发现DSSCs的实用化还存在着以下的一些问题：(l)液态电解质容易导致 TiO2表面上染料的脱落，从而影响电池的稳定性；(2)液态电解质中的溶剂易挥发，可能会与染料作用导致染料发生光反应而影响电池的稳定性(3)密封困难，且电解质可能与密封剂反应，容易漏液，从而导致电池寿命大大下降；(4)液态电解质本身不稳定，易发生化学变化，从而使太阳能电池失效；(5)电解质中的氧化还原电对在高强度光照下不稳定。
但是我们相信，在不久的将来，随着科学技术的进一步发展，这种太阳能电池将会有着十分广阔的应用前景，成为未来太阳能电池的发展主导。
[2]本实验制备的染料敏化纳米二氧化钛太阳能电池（DSSCs）是以具有较好热稳定性和光化学稳定性的宽禁带半导体TiO2作为基体半导体材料，在其上吸附适当的敏化染料，借助染料在可见光区的强吸收，可将TiO2在光谱响应范围从紫外区拓展到可见光区。
其工作是由染料敏化的二氧化钛薄膜电极、电解质、镀铂的对电极构成的“三明治”结构来完成。
在染料敏化电池中多孔二氧化钛薄膜是连接染料和导电膜的中间桥梁，起到固定染料，接受染料中的光生电子并传递到导电玻璃表面的作用，并尽可能多的吸收染料，能够有效的使电子空穴对发生分离。
伴随着纳米技术的诞生，使得在平板电极上可获得具有很高比表面积的TiO2膜，可以吸附足够的染料，平板染料敏化TiO2电极的光捕获效率大大提高，从而能够利用宽禁带半导体实现太阳能的转换。
[3]二、实验部分【实验原理】DSSC 是由透明导电玻璃、TiO2多孔纳米膜、敏化染料、电解质溶液以及镀Pt 对电极构成的“三明治”式结构电池.光电转换机理如下：(1) 太阳光(hν) 照射到电池上，基态染料分子(S) 吸收太阳光能量被激发，染料分子中的电子受激跃迁到激发态(S3) ；(2) 激发态的电子快速注入到TiO2导带中；(3) 电子在TiO2膜中迅速的传输，在导电基片上富集，通过外电路流向对电极；(4) 处于氧化态的染料分子(S3 ) 与电解质( I - / I3- ) 溶液中的电子供体( I - )发生氧化还原反应而回到基态，染料分子得以再生；(5) 在对电极附近，电解质溶液得到电子而还原(见图1) .图1 染料敏化太阳能电池基本原理示意图1. TiO2电极膜材料在染料敏化纳米太阳能电池中可以用的纳米半导体材料是多种多样的，如金属硫化物、金属硒化物[4 - 5 ]、钙钛矿以及各种金属的氧化物。
在这些半导体材料中，TiO2性能较好：1) 作为光电极很稳定；2) TiO2比较便宜，制备简单，并且无毒.纳米TiO2的粒径和膜的微结构对光电性能的影响很大。
纳米TiO2的粒径小，比表面积越大，吸附能力越强，吸附染料分子越多，光生电流也就越强。
纳米TiO2的微观结构，如粒径、气孔率等对太阳能电池的光电转换效率有非常大的影响.2. 电解质液体电解质的选材范围广，电极电势易于调节，因此得到了令人欣喜的结果。
目前主要应用的液体电解质为I3- /I -、Br2/ Br - Na2SO4/ Na2S、[ Fe ( CN ) 6 ]3 - / [ Fe(CN) 6 ]4 -等。
液体电解质的转化效率较高，但易出现敏化染料脱附、密封困难等问题。
固体电解质可以避开这些缺点。
3. 敏化染料常见的用作敏化剂的染料主要包括：1) 羧酸多吡啶钌。
这是用得最多的一类染料，它们具有特殊的化学稳定性、突出的氧化还原性质和良好的激发态反应活性，对能量传输和电子传输都具有很强的光敏化作用。
目前，使用效果最好的染料为RuL2 (SCN) 2 (L = 4，4’- 二羧基2，2’- 联吡啶) 和K- 19 染料(见图2) [24 - 28 ]。
2) 有机类染料。
包括聚甲川染料[29 ] 、酞菁类染料(见图3) [30 ] 、以及一些天然染料，如类胡萝卜素[31 ]、花青素[32 ]、紫檀色素[33 ]等。
纯有机染料种类繁多，吸光系数高，成本低，但电池的IPCE 和ηsun (总光电转换效率) 比较低。
3) 复合染料。
为了最大限度的吸收可见光- 近红外光波段的太阳光能，把两种或多种在不同光谱段有敏化优势的染料嫁接在一起，形成的复合染料[34 - 35 ]。
4) 透明染料。
将DSSC 太阳能电池板制备成窗玻璃，这是针对DSSC 电池实用化开发的新染料。
【仪器与试剂】仪器：紫外可见分光光度计、数显恒温水浴锅、超声波清洗器、万用电表、电动搅拌器、马弗炉、红外线灯、研钵、导电玻璃、比色皿、锡纸、生料带、三口烧瓶、分液漏斗、烧杯、镊子等。
试剂：钛酸四丁酯[Ti(O-Bu)4]、异丙醇、浓硝酸、无水乙醇、碘、碘化钾、丙酮、石油醚、黄花瓣、绿叶、去离子水【实验步骤】①TiO2溶胶的制备在无水环境中，将5mL钛酸四丁酯加入含2mL异丙醇的分液漏斗中，将混合液充分震荡后缓慢滴入60~70℃水浴恒温且含1mL浓硝酸和100mL去离子水的三口烧瓶中，打开电动搅拌仪，直至获得透明的TiO2溶胶。
②TiO2电极制备将导电玻璃经无水乙醇、去离子水冲洗、干燥后，将其插入溶胶中浸泡提拉，直至形成均匀液膜，取出平置、自然晾干后，在红外灯下烘干，即制得TiO2修饰电极。
最后在（450±10）℃下热处理30min即得锐钛矿TiO2修饰电极。
③叶绿素的提取采集新鲜幼叶，洗净、晾干、去主脉，剪碎，放入研钵中加入少量石油醚充分研磨，然后转入烧杯中，再加入约20mL石油醚，超声波提取15min后过滤，弃去滤液。
将滤渣自然风干后转入研钵中，再以同样的方法用20mL丙酮提取，过滤后收集滤液，即得到去除叶黄素的叶绿素丙酮溶液。
④叶黄素的提取将新鲜黄花瓣剪碎，加少许提取液（乙醇60%+石油醚40%）研磨，超声波提取15min，过滤，将滤液用乙醇定容至20mL。
⑤敏化TiO2电极的制备将经热处理的2片TiO2电极冷却至80℃左右，分别浸入叶绿素丙酮溶液和叶黄素乙醇溶液中，浸泡10min后取出、清洗、晾干，即获得叶绿素和叶黄素敏化TiO2电极，然后用铝箔引出导电基，并用生料带外封。
⑥敏化剂的UV-Vis吸收光谱以去离子水做空白，测定叶绿素和叶绿素的可见光吸收。
由此确定这些染料敏化剂电子吸收的波长范围。
⑦DSSC的光电流谱以敏化剂/TiO2为光阳极，导电玻璃为阴极，组装电池，并分别测定I3-/I-电对存在时不同波长下DSSC产生的电压，分析光电响应的波长区间。
三、结果与讨论1.实验现象记录表1 实验现象2. 敏化剂的吸收光谱测定数据①叶绿素丙酮溶液的吸收光谱以丙酮做为空白，测定叶绿素的可见光吸收如下表2所示，作图如下图1：表2 叶绿素的UV-Vis吸收曲线【结论】由上表2、上图1可知，叶绿素在410nm-530nm，以及在620nm-650nm可见光区间有较强的吸收。
②叶黄素乙醇溶液的吸收光谱以乙醇做为空白，测定叶黄素的可见光吸收如下表3所示，作图如下图2：2、TiO2电极的制备在导电玻璃导电的一面通过浸泡拉去铺上TiO2溶胶，干燥后得到一面有白色TiO2修饰电极。
3、叶绿素的提取得到墨黑色叶绿素丙酮溶液。
4、叶黄素的提取得到黄色叶黄素溶液。
波长/nm 320 350 380 410 440 470 500 530 560 590 620 吸光度 2.646 2.602 2.424 2.228 2.586 2.478 2.322 1.367 1.240 1.581 2.144波长/nm 320 350 380 410 440 470 500 530 560 590 620 吸光度2.5962.557 2.380 2.210 2.552 2.546 2.443 1.767 1.366 1.120 0.950【结论】由上表3、上图2可知，叶黄素叶黄素在380nm-560nm紫外-可见光区间有较强的吸收。
3. DSSC的光电流谱数据①以叶绿素敏化TiO2电极为光阳极、导电玻璃为阴极所测得的数据：表4 电池1的光电数据波长/nm 320 350 380 410 440 470 500 530 560 590 620 开路电压V叶绿素I3-/I-108.7 104.4 100.6 102.7 103.7 102.6 99.5 97.5 95.7 93.9 88.0②以叶黄素敏化TiO2电极为光阳极、导电玻璃为阴极所测得的数据：表5 电池2的光电数据波长/nm 320 350 380 410 440 470 500 530 560 590 620 开路电压V叶黄素I3-/I-106.067.062.050.045.043.034.033.236.134.231.0【结论】在DSSC测试中，评价其主要指标为短路电流密度、开路电压等，在本次实验中就进行了DSSC的开路电压的测试。