染料敏化太阳能电池工艺以及研究现状
染料敏化太阳能电池
新能源课程染料敏化太阳能电池（DSSC）装置的制作教学实验报告电气01 王平090410204/22 Monday《染料敏化太阳能电池（DSSC）装置的制作》教学实验一、研究背景：随着工业发展和技术进步，人类对能源的需求与日俱增。
因此开发新的绿色能源，减少对环境的冲击影响，是迫切需要研究的课题。
绿色能源种类很多，本实验将针对染料敏化太阳能电池（DSSC）进行实验制作，以了解其设计原理及机制。
二、实验目的：了解染料敏化太阳能电池（DSSC）发电原理，掌握DSSC基本制作方法和的电池性能测定；理解决定DSSC性能的材料方面的影响因素，实验比较不同燃料、不同光线对电池性能的效果。
三、实验技能：学习研磨制样、材料的选择、万用电表的使用、涂布coating及组装、测试太阳能电池。
四、工作原理：本实验所制备的染料敏化太阳能电池（DSSC），是一个电化学反应过程装置。
由正极、负极、电解质液组成。
其中正极为涂布有石墨的导电玻璃；负极为涂布有二氧化钛的导电玻璃；二氧化钛为多孔纳米结构，吸附有染料或光敏剂；电解液为含碘化合物，能够产生I2/I-,被填充在正、负极之间。
DSSC太阳能电池是由一系列电子传递过程完成光能-电能转换的。
当光线照在负极侧，染料吸收光能发生电子跃迁，染料被氧化，电子经二氧化钛半导体传导，流动到负极的导电玻璃片进入外电路；电子到达正极后，电解液中的I2/I-氧化还原作用使得染料被还原到原始状态。
这样构成电子回路，产生电。
五、实验准备：1.材料：A．导电玻璃：具有高透过率、导电率，如ITO、FTOB．正极：导电能力强、有一定催化活性，如炭、铂C．二氧化钛：具有催化能力，高活性、比表面积大、分散均匀D．染料：具有吸光产生电子跃迁的有机材料。
天然光敏剂：价格便宜，性能不优化。
如自然界中的叶绿素、叶红素，水果榨汁等合成染料：价格贵，性能优化。
如N3、N749等图相对太阳光强度（灰线）与叶绿素（黑线）的吸收光谱E．电解液：注：高效率的DSSC需要：a.高比表面积TiO2电极；b.具有适当电位、低禁带的染料；c.高催化能力的正极；d.快速氧化还原能力的电解质；e.宽工作电压的溶剂2.仪器设备：电子天平、玛瑙研钵、药匙、微量吸管、透明导电玻璃、滤纸、镊子、万用电表、胶带、剪刀、直尺、塑胶滴管、玻璃棒、瓷坩埚、高温电炉、坩埚钳、隔热板、玻璃培养皿、2b铅笔、燕尾夹、标准光源箱、白炽灯、乳胶手套、纸巾。
染料敏化太阳能电池化学
染料敏化太阳能电池化学染料敏化太阳能电池（DSSC）是一种使用染料来吸收光能，并将其转化为电能的太阳能电池。
它具有成本低、效率高、制造简单等优点，在可再生能源领域有着广泛的应用前景。
本文将从DSSC的工作原理、结构组成、工作过程和性能优劣势等方面展开详细介绍。
一、工作原理DSSC的工作原理基于光生电荷分离的过程。
首先，光线射入染料敏化层，染料吸收光子激发电子从基态转移到激发态。
随后，这些激发态的电子通过染料分子传递至TiO2电子传导带，形成电子注入。
同时，染料中失去电子的空穴通过电解质传递到阳极反应物质上，完成电子-空穴对的分离。
最终在外接电路中形成电流，推动电子流动从而产生电能。
二、结构组成DSSC的主要组成部分包括：导电基板（FTO玻璃）、TiO2电子传导层、染料敏化层、电解质、对电层和阳极反应物质。
其中，FTO玻璃具有优良的导电性能和透明度，TiO2电子传导层负责传递电子，染料敏化层吸收光能产生电子-空穴对，电解质传递空穴至阳极反应物质，对电层促进电子在外部电路中传输。
三、工作过程当DSSC暴露在阳光下时，染料敏化层吸收光子激发电子跃迁到更高的能级。
这些电子通过染料敏化层传递至TiO2电子传导层，形成电子注入。
同时，染料中的空穴通过电解质传递至阳极反应物质。
在外接电路中，电子流动形成电流，从而产生电能。
四、性能优劣势DSSC相比于传统硅基太阳能电池具有以下优势：制造成本低，具有优良的光吸收性能，制备过程简单，能够在低光照条件下工作。
然而，DSSC的稳定性仍然是一个挑战，染料的稳定性和光热转化效率有待进一步提高。
综上所述，染料敏化太阳能电池作为一种潜力巨大的太阳能电池技术，具有广阔的应用前景。
随着科技的不断进步，相信DSSC在未来将会得到更广泛的应用和发展。
染料敏化太阳能电池
染料敏化太阳能电池染料敏化太阳能电池(Dye - sensitized solar Cells, DSSC电池)主要由宽带隙的多孔n型半导体(如TiO2 , ZnO等) 、敏化层(有机染料敏化剂)及电解质或p型半导体组成。
由于采用了成本更低的多孔的n - 型TiO2 或ZnO半导体薄膜及有机染料分子, 不仅大大提高了对光的吸收效率, 还大规模地降低了电池的制造成本, 所以具有很好的开发应用前景。
按照吸附层和电解质的不同,DSSC电池又包括两种类型: 含有液体电解质的染料敏化光电化学电池(Dye --Sensitized Photoelectro2chemical Cells, DSPEC) ; 固体有机电解质的染料敏化异质结太阳能电池(Dye - Sensitized Heterojunc2tion Solar Cells, DSH电池)。
Gratzel 等人于1993年在Nature上报道了用联吡啶钌染料RuL2 ( SCN) 2 (L = 2, 2’ - bipyridyl -4, 4 - dicarboxylate, 即2, 2’ - 联吡啶- 4, 4’- 二羧酸)作敏化剂的DSPEC太阳能电池, 能量转化效率达到10 以上。
该染料具有很高的稳定性,经过5 ×107 次循环(相当于在自然光下20年)都不会有光伏损失, 使这种技术商业化应用成为可能。
由于采用了廉价的TiO2 材料和有机敏化剂, 这种电池转化效率高, 制造工艺更加简单, 成为近年来的研究热点。
染料敏化太阳能电池的结构和工作原理DSC电池的结构如图1所示, 主要包括3部分: 吸附了染料的多孔光阳极、电解质和对电极。
染料吸收光子后发生电子跃迁, 光生电子快速注入到半导体的导带并经过集流体进入外电路而流向对电极。
失去电子的染料分子成为正离子, 被还原态的电解质还原再生。
还原态的电解质本身被氧化, 扩散到对电极, 与外电路流入的电子复合, 这样就完成了一个循环。
染料敏化太阳能电池
染料敏化太阳能电池
染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cells，DSSCs)是一种太阳能转换技术，它利用来自太阳能源的可再生能源来产生电能。
DSSCs 具有体积小、成本低、简单结构及
高性能的优点，是当今太阳能应用开发的重点之一。
DSSCs 的基本结构是一个带氧化空隙的薄膜，通常称为光敏层，它由一个氧化物(通
常是TiO2)和染料混合物组成。
染料的主要作用是将太阳能转换为可被空隙电荷转移的 6 至 8 光子电荷。
接下来，光子电荷穿过 TiO2 的空隙转移到层间电子传输剂。
当染料被
电子传输剂充电后，它将被转移回正极材料，从而生成电流。
此外，DSSC 内部还有一层
电解质膜与正极材料反应，产生盐极化供给整个电池能量，并回流以保持整个电池平衡，
使其便于存储能量和恒定输出电流。
在DSSCs 中，最重要的组成部分是染料，它们具有分解太阳能的能力，并响应光能来吸收能量，有效地将能量转化为可以通过电荷转移进行存储的光子电荷。
染料也会影响DSCC 的整体性能，染料应具有合适的紫外线 - 可见能量跨越范围和优良的光动力学性能，以最大程度地提高太阳能转换效率，同时突出它的可靠性和经济性。
在近年来，随着新型
染料的迅速发展，染料敏化太阳能电池的效率和成本也有了显著的改善。
综上所述，染料敏化太阳能电池的表现令人印象深刻，因为它具有体积小、成本低、
简单结构及高性能的优点，是太阳能应用开发的重点之一，在未来，它将有效地帮助人类
利用可再生能源来发展可持续的能源系统，从而改善环境问题，提高我们的生活质量。
染料敏化太阳能电池的性能和稳定性提升
染料敏化太阳能电池的性能和稳定性提升随着科技的不断进步，太阳能电池已经成为了未来能源的重要选择之一，而染料敏化太阳能电池作为太阳能电池的一种重要类型，其性能和稳定性的提高更是备受关注。
本文将从染料敏化太阳能电池的原理、目前存在的问题以及解决方案等多个角度来探讨染料敏化太阳能电池的性能和稳定性提升。
一、染料敏化太阳能电池的原理染料敏化太阳能电池是一种由染料吸收光子激发电子实现电能转化的太阳能电池。
其主要包含染料、半导体、电解质以及电极等组成部分。
染料吸收光子后，激发出电子并使其跃迁到半导体的导带上，从而产生电子空穴对，并通过电解质的传递过程最终输出电能。
二、目前存在的问题染料敏化太阳能电池虽然具有高效的光电转换性能，但是其应用受到了很多限制，主要是以下两个问题：1.稳定性不高：染料敏化太阳能电池在实际应用过程中，光电转换效率受到环境、温度、光强等因素的影响，同时染料易受光、热和氧化等因素影响而失效，从而导致其使用寿命短。
2.成本较高：染料敏化太阳能电池制造成本较高，同时由于其稳定性不高，需要频繁更换染料，导致不良经济效益。
三、解决方案针对上述问题，科学家们提出了一些解决方案。
1.改善稳定性：为了提高染料敏化太阳能电池的稳定性，研究人员开始探索新型的染料材料和电解质，以及采用更耐光、抗热、抗氧化等特性的材料来增强其稳定性。
例如，利用新型聚合物电解质和高效染料材料的组合，可显著提高染料敏化太阳能电池的稳定性和耐久性。
2.改善成本效益：要解决染料敏化太阳能电池成本过高的问题，可以通过加强生产方法的优化，降低制造成本。
例如，更换低成本的电极材料、采用半导体量子点材料来替代染料等方法，可以有效地控制成本。
四、总结综上所述，染料敏化太阳能电池的性能和稳定性的提升是一项重要的研究课题。
通过改进染料材料、电解质以及电极等方面的技术，可以显著提高染料敏化太阳能电池的光电转换性能与稳定性；而通过降低成本的手段，可以加速染料敏化太阳能电池的商业化进程。
太阳能电池技术的研究现状和未来
太阳能电池技术的研究现状和未来太阳能电池作为一种清洁、环保、可再生的能源源，近年来引发了广泛的关注和研究。
随着科技的发展和应用逐渐成熟，太阳能电池的性能和效率也在不断提升。
本文将从太阳能电池的基本原理出发，述说太阳能电池技术的研究现状、未来发展和应用前景。
太阳能电池的基本原理太阳能电池也叫光电池，是将太阳能转化为电能的一种设备。
太阳能电池的基本结构由P型半导体、N型半导体和界面组成。
当太阳光线照射到P型半导体和N型半导体交界处时，会产生一定的电场，使得自由电子从N型半导体向P型半导体移动，从而产生电流。
太阳能电池的电流与电池面积成正比，与太阳辐照度和电池温度之积成正比，与太阳照射面的倾角、方向和阴影的影响成反比。
太阳能电池的研究现状随着太阳能电池技术的不断发展和变革，其效率和运行性能也有了巨大的提升。
目前，太阳能电池主要分为单晶硅、多晶硅、非晶硅、染料敏化晶体管和钙钛矿太阳能电池等多种类型。
其中，钙钛矿太阳能电池是近年来发展的一种新型太阳能电池，在效率和成本等方面均有很大的潜力。
单晶硅太阳能电池是较早的一种太阳能电池，其效率较高，但成本较高。
多晶硅太阳能电池的效率略低于单晶硅太阳能电池，但成本更便宜。
非晶硅太阳能电池是一种薄膜太阳能电池，其成本和制造难度低，但效率较低。
染料敏化太阳能电池是一种新型太阳能电池，其效率和成本均有很大潜力。
钙钛矿太阳能电池是一种效率非常高的太阳能电池，且成本相对较低，具有广阔的应用前景。
太阳能电池的未来发展太阳能电池是一种非常有前途的新能源，其在未来的应用前景也十分广阔。
随着环保意识的逐步提高，太阳能电池的需求量也将逐渐增加。
在未来，太阳能电池的主要发展方向包括以下几个方面：增强效率：太阳能电池的效率是目前研究的热点之一，提高效率可能是太阳能电池未来的主要发展方向。
目前，钙钛矿太阳能电池具有较高的效率，成为了太阳能电池研究的一大热点。
降低成本：太阳能电池虽然具有广泛的应用前景，但其成本较高，制约了其在大规模应用方面的发展。
(完整版)关于染料敏化太阳能电池毕业设计论文
第一章绪论1.1太阳能电池能源短缺与环境污染是目前人类面临的两大问题。
传统的能源媒,石油和木材按目前的消耗速度只能维持五十至一百年。
另外,由此所带来的环境污染,也正在威胁着人类赖以生存的地球。
而在人类可以预测的未来时间内,太阳能作为人类取之不尽用之不竭的洁净能源,不产生任何的环境污染,且基本上不受地理条件的限制,因此太阳能利用技术研究引起了各国科学家的广泛重视。
太阳内部每时每刻都在发生热核聚变反应,进行质能转换,向宇宙辐射的总功率约为3*1023kW,投射到地球大气层之前的功率密度约为1135kWm2。
太阳光进入大气层后,虽然大气成分和尘埃颗粒的散射以及太阳光中的紫外线被臭氧，氧气和水蒸气吸收,但到达地表的功率密度仍有很大。
如果太阳辐射维持不变,则太阳半衰期寿命还有7*1012年以上,可以说太阳能是取之不尽用之不竭的天赐能源。
我国陆地23以上地区的年日照时数大于200 0h,太阳能相当丰富。
目前,太阳能的利用主要有太阳能电池发电和太阳能热水器制热。
而在一些名胜古迹和公园已经可以见到太阳能路灯了,为家庭住宅提供能源的太阳能发电系统(3kW)已经在发达国家作为示范工程而被推广,用太阳能电池提供动力的汽车和游艇也已经出现在人们的眼前。
1.1.1太阳能电池的工作原理当表面蒸发一层透光金属薄膜的半导体薄片被光照射时，在它的另一侧和金属膜之间将产生一定的电压，这种现象称为光生伏打效应，简称光伏效应。
能将光能转换成电能的光电转换器叫太阳能电池，在半导体Ｐ—Ｎ结上，这种光伏效应更为明显。
因此，太阳能电池都是由半导体Ｐ—Ｎ结构成的，最简单的太阳能电池由一个大面积的Ｐ—Ｎ结构成，例如Ｐ型半导体表面形成薄的Ｎ型层构成一个Ｐ—Ｎ结，见图 1.1.1。
图1.1.1 Ｐ—Ｎ结太阳能电池原理示意图太阳辐射光谱的波长是从0.3µm的近紫外线到几微米的红外线,对应的光子能量从4eV~0.3eV左右。
由半导体能带理论可知,只有能量高于半导体带隙宽度(Eg)的光的照射,才能激发半导体中杂质捕获的电子通过带间跃迁从价带跃迁到导带,生成自由电子和空穴对,电子和空穴向左右极化而产生电势差。
染料敏化太阳能电池的部分文献总结及实验研究构想
染料敏化太阳能电池的部分文献总结及实验研究构想1.部分文献1.1染料敏化太阳能电池的结构染料敏化太阳能电池总的可以分为三个部分：光电极、染料敏化剂、电解质和对电极。
如图1。
光阳极部分包含透明导电基底（一般为透明导电玻璃，也有一些柔性基底的）、半导体（主要是TiO2）。
染料敏化剂主要是一些有机物，通常含有羧基或磷基基团。
电解质主要由有机溶剂、氧化还原电对和添加剂组成。
对电极是在透明导电基底上镀一层催化剂材料，如铂、石墨等。
图1 染料敏化太阳能电池的结构光阳极目前研究的染料太阳能电池只要采用多孔纳米网络结构的薄膜晶体作为半导体电极。
这种电极在染料敏化太阳能电池中，起着支撑染料敏化剂、接收电子和传输电子的作用。
它至少应该满足三个条件：(1)必须有足够大的比表面积，从而能够吸附大量的染料；(2)纳米多孔薄膜吸附染料的方式必须保证电子有效地注入薄膜的导带；(3)电子在薄膜中有较快传输速度，以减少薄膜中电子与电解质受主的电荷复合。
目前用得最多的光阳极材料是TiO2纳米晶。
这类材料有很好的光吸收特性，并且成本较低、稳定性也较好。
其他的光阳极材料有ZnO 、Nb2O5、SrTiO3、Zn2SnO4等。
其中ZnO的电子传输特性优于TiO2，但是却不能在酸性环境中稳定存在，而Zn2SnO4克服了ZnO的酸性不稳定性，是一类比较有潜力的光阳极材料[1]。
染料敏化剂染料敏化剂是吸附在纳米多孔半导体材料的网络结构中的有机物，这些有机物具有吸收太阳光、产生光电子和传输光电子到半导体导带的作用。
这类染料分子一般含有固定配体和辅助配体。
应该满足以下条件：(1)电子最低占据轨道(LUMO) 的能量应该高于半导体导带边缘的能量，且需有良好的轨道重叠以利于电子的注入；(2)具有宽的光谱响应范围，应能在尽可能宽的范围内吸收可见太阳光谱；(3)需能牢固吸附于半导体的表面，以利于其激发生成的电子有效注入到半导体的导带；(4)具有比电解质中的氧化还原电对更正的氧化还原电势，以便能很快得到来自还原态电解质的电子而重生；(5)有足够负的激发态氧化还原电势，保证染料激发态电子注入TiO2 导带；(6)激发态寿命足够长，且有很高的电荷传输效率；(7)长期光照下需具有良好的化学稳定性；(8)能溶解于与半导体共存的溶剂，以利于在TiO2表面形成非聚集的单分子染料层。
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染料敏化太阳能电池工艺以及研究现状张安玉1309050319染料敏化太阳能电池工艺以及研究现状张安玉摘要:染料敏化太阳能电池是一种新型的太阳能电池，由于其制作工艺简单，制造成本低廉，有着广泛的应用前景，是太阳能电池的重要发展方向。
其中，染料敏化剂是太阳能电池的重要组成部分，已成为研究的热点。
本文主要介绍染料敏化太阳电池的组成结构和工作原理，综述了染料敏化太阳能电池的研究现状，论述了光阳极上半导体薄膜的制备、改性方法；阐述了敏化染料和氧化还原电解质的要求、特点和分类。
指出高性能半导体薄膜、光谱响应宽稳定性好的敏化染料以及高效全固态电解质的研发与应用是今后的主要研究方向。
并对未来的发展趋势和前景进行展望。
关键词: 染料敏化太阳能电池；光阳极；敏化染料太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，如何有效地将太阳能转化为电能或其他可利用的能源是物理和化学界的重大课题．其中太阳能电池是研究的热点项目，目前发展最成熟的是硅基太阳能电池，该类型电池实验室光电转换效率已接近25%，与理论值的29%非常接近。
但是它对材料的纯度要求较高，制作工艺复杂，成本昂贵，这极大地限制了它的广泛应用。
目前发展成熟的太阳能电池是硅基太阳能电池，单晶硅太阳能电池的效率已达到25% 以上[1]，但是它对材料的纯度要求高、制作工艺复杂、成本昂贵，这极大地限制了它的广泛应用。
1991 年，瑞士洛桑高等工业学院的Gratzel 教授及其小组报道了染料敏化纳米晶太阳能电池（dye-sensitized solar cells，DSSC）的光电转化效率为7.1%[2]，从此由于它简单的制作工艺、相对高的光电转化效率、低廉的成本等优点迅速成为广大科学家及科学工作者的研究热点与重点。
1染料敏化太阳能电池（DSSC）的结构与原理1.1结构DSSC 的结构是典型的“三明治”结构，光敏染料太阳能电池的构造和原理如图1，一般是由光阳极、敏化染料、氧化还原电解质以及对电极（通常为铂电极）组成。
其中光阳极包括：透明导电基底（这里为导电玻璃）、纳米多孔半导体。
图 1 染料敏化太阳能电池的结构与工作原理示意图1.2 工作原理当太阳光照射在染料敏化太阳能电池上，染料分子中基态电子被激发，激发态染料分子将电子注入到纳米多孔半导体的导带中，注入到导带中的电子迅速富集到导电玻璃面上，传向外电路，并终回到对电极上。
而由于染料的氧化还原电位高于氧化还原电解质电对的电位，这时处于氧化态的染料分子随即被还原态的电解质还原。
然后氧化态的电解质扩散到对电极上得到电子再生，如此循环，即产生电流。
电池的大电压由氧化物半导体的费米能级和氧化还原电解质电对的电位决定。
2 染料敏化太阳能电池的研究现状2.1 光阳极上纳米多孔半导体的研究进展DSSC 光阳极上的半导体材料多采用纳米多孔TiO2，它是染料分子的载体，同时分离并传输电荷。
目前光阳极的研究重点主要是两方面：①寻找制备半导体光阳极薄膜时，可以增大TiO2比表面积和改善TiO2 表面活性的方法；②由于电子在TiO2薄膜中电子的传输阻力大，影响电池转换效率的进一步提高，故寻找可以替代TiO2的其它半导体材料[3]。
2.1.1 光阳极上半导体薄膜的制作方法制备光阳极纳米多孔薄膜的方法很多，包括溶胶-凝胶法[4]，粉末涂敷法[5]、水热法[6]、液相沉积法[7]、化学气象沉积法[8]、电化学法[9]等。
其中粉末涂敷法在工业生产中称为丝网印刷法，具有工艺简单、适合大规模生产等优点，为电池的大规模工业化奠定了基础。
以上方法所制得的都是无序膜，内在的传导率较小，不利于电荷载流子的分离和传输。
电子在纳米晶网络的传输过程中与电子受体的复合也会引起电流的损失，在电极面积放大时尤为突出[10]。
未来膜电极的发展方向是制备高度有序的薄膜结构，如纳米管[11]、纳米棒[12]、纳米线[13]、纳米阵列[14]等。
这些氧化物半导体薄膜垂直平行排列于导电玻璃片的表面，其结构的有序性，利于电子空穴对的分离和传输且易于控制，有望进一步提高短路电流和开路电压[15]。
Nicholas 等[16]比较了高度有序的TiO2 纳米棒阵列、高度有序的TiO2纳米管阵列、烧结的纳米TiO2粉体薄膜的光电转换效率，结果表明高度有序的TiO2纳米棒阵列薄膜作为光阳极时，光电转换效率高，达到了5.4%。
2.1.3 光阳极上半导体薄膜材料有研究表明电子在TiO2 薄膜中的运动受到束缚，在多孔膜中停留时间长，和电解质的复合的概率大，导致暗电流增加，从而降低了TiO2电池总的效率。
可以代替TiO2的氧化物半导体有ZnO、SnO2、Nb2O 等。
在这些材料中，ZnO 是有可能成为替代TiO2的氧化物之一，电子在ZnO 中有较大的迁移率，有望减小电子在薄膜中的传输时间。
且纳米ZnO 的制备要比TiO2简单得多，可以进一步降低电池成本。
使用丝网印刷法制备纳米ZnO 作为光阳极制作染料敏化薄膜太阳电池，得到的电池效率高达2.22%。
近有报道使用20nm 的ZnO 粉体制成薄膜，组装成电池得到的光电转换效率η提高到 6.58%。
2.2 电解质的研究进展电解质在DSSC 电池中会还原染料正离子，同时传输电荷，终导致电子与空穴的分离。
理想的氧化还原电对要满足：在阴极，电子传输速度应该要快，能够尽快与电子发生氧化还原反应，以减少电子在阴极的积累；而在光阳极上，电解质的还原反应要比较慢，降低激发到半导体导带中的光电子与电解质中电子受体的复合速度。
电解质按物理状态分为液态电解质、准固态电解质和固态电解质。
2.2.1液态电解质液态电解质在常温下为液态，它主要是由3个部分组成：有机溶剂、氧化还原电对和添加剂。
氧化还原电对一般为I3－/I－，有机溶剂主要有腈类或碳酸酯类，添加剂一般为4-叔丁基吡啶或N-甲基苯并咪唑。
由于液态电解质黏度小，离子扩散快，对TiO2多孔膜的浸润性好和渗透能力强，使得液态DSSC 电池一直保持着高的效率。
尽管液态电解质取得了较高的光电转换效率，但是使用液体电解质不利于电池的密封，会因为有机溶剂易挥发和电解质易泄露造成电池在长期工作过程中性能的下降和寿命的缩短。
为解决这一问题，研究者提出使用室温下的离子液体（RTIIs），它具有一系列的优点，诸如好的热稳定性及宽的电化学窗口、不易燃性、高的离子传导性、很低的蒸汽压、毒性小等。
在DSSC 中用离子液体代替液态电解质有利于提高寿命和稳定性，具有广阔的前景。
但离子液体的黏度系数相对较大，影响离子的扩散速率，导致DSSC 的光电转换效率不高，故改进离子液体的性能，也是今后努力的方向。
2.3.2 准固态电解质考虑到液体电解质的不足，准固态电解质和固态电解质的研究越来越受到重视。
一般来讲，准固态电解质是在液体电解质中加入凝胶剂而得到的，可有效地防止电解液的泄露，延长电池的使用寿命。
现在所使用的凝胶剂大概可分为 3 种：低分子的交联剂、聚合物和纳米粒子。
Yang等[17]52采用偏二氟乙烯和六氟丙烯合成的凝胶电解质，其组装的太阳能电池的光电转换效率为6.7%。
Wang等[18]在一种离子液体基电解质（0.5 mol/L I2、0.45 mol/L N-甲基苯并咪唑、溶剂为1-甲基-3-丙基咪唑碘）中一份添加质量分数为5%的二氧化硅纳米粉末（纳米颗粒的直径为12 nm）制备成准固态电解质，测试结果表明，准固态电解质电池的转换效率、离子扩散系数均与液态电解质电池相同。
2.3.3 固态电解质准固态电解质还不是单纯的固态电解质，在微观上仍具有液体的特征，具有较高的流动性，也存在着长期稳定性的问题。
全固态电解质完全克服了液体电解质和准固态电解质易挥发，寿命短和难封装的缺点。
目前对无机P 型半导体材料、有机空穴传输材料和导电聚合物的研究十分活跃。
DSSC 中，无机P 型半导体制备复杂，技术难度大，常用有机空穴材料代替P 型半导体作为空穴传输层，Gratzel 等[19]在1998 年首次用2,2′,7,7′-四（N,N-二对甲苯氨基）-9,9′-螺环二芴（spiro-OMeTAD）作为空穴传输材料用于DSSC 中，低光强下的效率为0.7%。
这种非晶有机半导体空穴传输材料的发现，是光电有机材料领域的一个亮点。
固体电解质代替液体电解质虽然克服了一些问题，但也存在明显的不足，如在半导体氧化物和空穴传输材料的界面处电子的复合速率比较高、传导率低等，这也是今后努力的方向和研究重点。
由于离子液体电解质和凝胶电解质表现出较高的光电转换效率，具有比较广阔的应用前景，所以，电解质发展的终极目标是高效的全固态电解质，提高固态DSSC 电池效率的关键就是解决电解质在光阳极多孔膜中的填充问题。
因此，发展固态-离子液体复合电解质体系也许是一个更为有效、可行的途径。
3 结语染料敏化太阳能电池经过20 年的发展，它的阳极材料、敏化染料、电解质都得到逐步的完善，结合实验室研究并展望未来的染料敏化太阳能电池发展，还需从以下几个方面获得突破。
（1）光阳极膜性能的提高制备电子传导率高、抑制电荷复合的高性能多孔半导体膜，并优化膜的性能；改进制膜的方法，使其工艺更简单、成本更低；寻找其它可代替TiO2的氧化物半导体。
（2）染料敏化效果的提高设计、合成高性能的染料分子，并改善分子结构，提高电荷分离效率，使染料具有更优异的吸收性能和光谱吸收范围；充分利用多种染料的特征吸收光谱的不同，研究染料的协同敏化，拓宽染料对太阳光的吸收光谱。
（3）电解质的研究解决液态电解质封装的问题，同时寻找合适的固态电解质来代替液态电解质，制备高效率全固态的染料敏化太阳能电池是今后重要的研究方向。
相信染料敏化太阳能电池将会具有非常广阔的应用前景。
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