高效高稳定钌基染料敏化太阳电池的研究工作介绍

上世纪80年代以来，瑞士洛桑高工Gratzel教授领导的研究小组开始研究染料敏化太阳电池（DSC）。1991年，他们在Nature上报道了DSC的突破性进展：采用TiO2纳米晶多孔薄膜作为负极，多吡啶钌（Ⅱ）配合物作为敏化剂，使用碘基电解质，在模拟太阳光（AMI．5G）下，获得了7．1％～7．9％的功率转换效率。多吡啶钌配合物由于具有较宽的光谱响应范围，相对长的激发态寿命及良好的化学稳定性，得到了人们广泛而深入的研究。1993年，Graitzel小组合成了“红染料”（N3），将这种电池的功率转换效率推向了10％。此后十多年，人们合成了大量的多吡啶钌配合物，其中仅瑞士研究小组开发的两个钌染料（N719和N749）可实现11％的效率，但是器件的热稳定性较差，严重地影响了其实际应用。