成果與項目的背景及主要用途：

將太陽能轉換為電能是目前各國研究的重點, 它具有清潔、不需要燃料、能

廣泛的應用于各個領域等優點。由于成本低，轉化效率高，染料敏化納米晶太陽

能電池近年來成為納米技術和光電轉換材料研究領域的熱點, 其發展可解決硅

電池原材料緊缺的問題，具有很廣闊的發展前景。二氧化鈦廣泛應用于染料敏化

太陽能電池（DSSC）的制備，但因 TiO2 薄膜結構缺陷的存在，不利于電子的傳

輸，制約了光電轉換效率的進一步提高，可通過制備 TiO2/ZnO 復合薄膜解決這

一問題。采用天然色素（黑果枸杞色素和河湟紅花黃色素）或染料對光陽極進行

敏化處理可進一步降低成本，簡化工藝流程。該項目成果具有成本低，生產工藝

93天津大學科技成果選編

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簡單，生產過程中無污染等優點，比傳統硅電池具有更為廣泛的用途，可實現太

陽能電池的輕量化、薄膜化，并易于設計成不同形狀以滿足不同使用環境的需要。

技術原理與工藝流程簡介：

染料敏化太陽能電池主要是由納米晶半導體薄膜、染料敏化劑、氧化還原電

解液、導電基底以及對電極等幾部分組成的。染料敏化太陽能電池的原理是源于

光合作用的啟發，其具體實現的方式是通過染料分子吸收太陽光中的光能，從而

激發染料分子中的電子變成受激發的狀態，通過與之復合的多孔薄膜傳導出來。

本項目采用溶膠凝膠法制備 TiO2/ZnO 復合薄膜，染料敏化太陽能電池的主要制

備過程如下：

技術水平及專利與獲獎情況：實驗室成熟階段

應用前景分析及效益預測：

生產成本較低，僅為硅太陽能的 1/5~1/10，且使用壽命較長，如進一步提高

光電轉換效率，可逐步取代硅太陽能電池。

應用領域：太陽能發電站、電子設備、太陽能建筑等，逐步取代硅太陽能電池