面对化石燃料的日益消耗以及二氧化碳排放导致的环境问题，新能源的开发与利用已成为实现世界经济可持续发展的迫切需求。太阳能由于无污染、储量大、无地域限制等优点，备受科研人员的青睐，而光伏技术则是将太阳能转换为电能最为有效的方式之一。在太阳能电池迅速发展的背景下，本书围绕染料敏化太阳能电池，讲述了太阳能与太阳能电池的基本知识、染料敏化太阳能电池的组成以及工作原理，并且从光阳极、对电极以及电解质三个方面介绍了改善电池性能的途径，最后对新型的染料敏化太阳能电池结构和量子点敏化太阳能电池进行了相应的总结。
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目录
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第1章 太阳能电池概况 1
1.1 太阳能 1
1.1.1 太阳常数 2
1.1.2 太阳光谱 3
1.1.3 光伏发电 5
1.2 太阳能电池的基本原理 6
1.2.1 半导体基本知识 6
1.2.2 能带结构 7
1.2.3 载流子 9
1.3 太阳能电池的发展历史及分类 10
1.3.1 太阳能电池的发展简史 10
1.3.2 太阳能电池的分类 11
1.4 太阳能电池的发展前景 13
参考文献 13
第2章 染料敏化太阳能电池 15
2.1 染料敏化太阳能电池的发展历史 15
2.2 染料敏化太阳能电池的基本结构 17
2.3 染料敏化太阳能电池的基本原理 18
2.3.1 电子-空穴对的分离 19
2.3.2 光生电子的复合 20
2.4 染料敏化太阳能电池的评价与表征测试 21
2.4.1 光伏性能测试 21
2.4.2 形貌分析 23
2.4.3 成分分析 27
2.4.4 电池的量子效率 29
2.5 染料敏化太阳能电池的工作模型 30
参考文献 33
第3章 染料敏化太阳能电池半导体光阳极 35
3.1 染料分子的选择标准以及研究现状 35
3.2 光阳极半导体材料的选择与种类 39
3.3 形貌控制纳米晶光阳极 43
3.3.1 高比表面积光阳极 44
3.3.2 纳米线结构光阳极 45
3.3.3 纳米管结构光阳极 53
3.3.4 多级结构光阳极 58
3.3.5 其他结构光阳极 62
3.4 掺杂纳米晶光阳极 65
3.4.1 金属元素掺杂 66
3.4.2 非金属元素掺杂 69
3.4.3 复合元素掺杂 70
3.5 复合纳米晶光阳极 73
3.5.1 同质复合光阳极 74
3.5.2 异质复合光阳极 79
3.6 改善光阳极的途径 86
3.7 光阳极材料的发展前景 87
参考文献 88
第4章 染料敏化太阳能电池的对电极 97
4.1 对电极催化剂的选择标准 97
4.2 对电极催化剂的种类 101
4.2.1 铂材料 101
4.2.2 合金材料 102
4.2.3 碳材料 103
4.2.4 过渡金属化合物 104
4.2.5 导电聚合物 105
4.2.6 复合材料 106
4.3 对电极的催化机理 108
4.4 对电极的合金效应 111
4.5 透明对电极 117
4.6 对电极的制备方法 121
4.6.1 磁控溅射法 121
4.6.2 电化学沉积法 121
4.6.3 热分解法 122
4.6.4 化学还原法 122
4.6.5 气相沉积法 123
4.6.6 置换法 124
4.6.7 水热法 125
4.6.8 原位聚合法 126
4.7 对电极存在的问题 126
4.8 对电极材料的发展前景 127
参考文献 128
第5章 染料敏化太阳能电池的电解质概况 134
5.1 电解质的概述 134
5.2 液体电解质 135
5.2.1 多碘体系电解质 135
5.2.2 非碘体系电解质 136
5.3 液体电解质存在的问题 149
5.4 离子液体电解质 149
5.5 准固体电解质 153
5.5.1 基于凝胶剂准固态电解质 154
5.5.2 基于三维网络聚合物准固态电解质 158
5.5.3 基于离子液体准固态电解质 162
5.6 固体电解质 163
5.6.1 加速离子的传输 165
5.6.2 改善电解质的渗透能力 167
5.6.3 减小界面间的复合反应 169
5.7 添加剂对电解质的影响 169
5.8 电解质的发展前景 170
参考文献 171
第6章 染料敏化太阳能电池的创新性设计 177
6.1 P型染料敏化太阳能电池 177
6.2 平面柔性染料敏化太阳能电池 181
6.2.1 柔性光阳极 183
6.2.2 柔性对电极 185
6.3 纤维状染料敏化太阳能电池 186
6.4 可拉伸染料敏化太阳能电池 190
6.5 凹槽型染料敏化太阳能电池 193
6.6 圆筒式染料敏化太阳能电池 194
6.7 多功能染料敏化太阳能电池 195
参考文献 201
第7章 量子点敏化太阳能电池 205
7.1 量子点概述 205
7.1.1 量子效应 205
7.1.2 量子点的应用 207
7.1.3 量子点的优势 210
7.2 量子点敏化太阳能电池与染料敏化太阳能电池的区别 212
7.3 量子点敏化太阳能电池的关键材料 213
7.3.1 量子点敏化剂 215
7.3.2 宽禁带半导体 229
7.3.3 电解质 235
7.3.4 对电极 242
7.4 量子点敏化太阳能电池的发展前景 246
参考文献 246
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