染料敏化太阳能电池实验报告共9篇.docx

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染料敏化太阳能电池实验报告共9篇

染料敏化太阳能电池实验报告（共9篇）

染料敏化太阳能电池实验

天然染料敏化TiO2太阳能电池的制备及光电性能测试姓名：

蓝永琛班级：

新能源材料与器件学号：

20112500041

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

略

三、仪器与试剂

一、仪器设备

可控强度调光仪、紫外-可见分光光度计、超声波清洗器、恒温水浴槽、多功能万用表、电动搅拌器、马弗炉、红外线灯、研钵、三室电解池、铂片电极、饱和甘汞电极、石英比色皿、导电玻璃、镀铂导电玻璃、锡纸、生料带、三口烧瓶（500mL）、分液漏斗、布氏漏斗、抽虑瓶、容量瓶、烧杯、镊子等。

二、试剂材料

钛酸四丁酯、异丙醇、硝酸、无水乙醇、乙二醇、乙腈、碘、碘化钾、TBP、丙酮、石油醚、绿色叶片、红色花瓣、去离子水

四、实验步骤

一、TiO2溶胶制备

目前合成纳米TiO2的方法有多种，如溶胶-凝胶法、水热法、沉淀法、电化

学沉积法等。

本实验采用溶胶-凝胶法。

（1）在500mL的三口烧瓶中加入1：

100（体积比）的硝酸溶液约100mL，将三口烧瓶置于60-70oC的恒温水浴中恒温。

（2）在无水环境中，将5mL钛酸丁酯加入含有2mL异丙醇的分液漏斗中，将混合液充分震荡后缓慢滴入（约1滴/秒）上述三口烧瓶中的硝酸溶液中，并不断搅拌，直至获得透明的TiO2溶胶。

二、TiO2电极制备

取4片ITO导电玻璃经无水乙醇、去离子水冲洗、干燥，分别将其插入溶胶中浸泡提拉数次，直至形成均匀液膜。

取出平置、自然晾干，再红外灯下烘干。

最后在450oC下于马弗炉中煅烧30min得到锐态矿型TiO2修饰电极。

可用XRD粉

末衍射仪测定TiO2晶型结构。

三、染料敏化剂的制备和表征

（1）叶绿素的提取

采集新鲜绿色幼叶，洗净晾干，去主脉，称取5g剪碎放入研钵，加入少量石油醚充分研磨，然后转入烧杯，再加入约20mL石油醚，超声提取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，即得到取出了叶黄素的叶绿素丙酮溶液，作为敏化染料待用。

（2）花色素的提取

称取5g黄花的花瓣，洗净晾干，放入研钵捣碎，加入95%乙醇溶液淹没浸泡5min后转入烧杯，继续加入约20mL乙醇，超声波提取20min后过滤，得到花红素的乙醇溶液，作为敏化染料待用。

（3）染料敏化剂的UV-Vis吸收光谱测定

以有机溶剂（丙酮或乙醇）做空白，测定叶绿素和花红素的紫外-可见光吸收光谱。

由此确定染料敏化剂的电子吸收波长范围。

四、染料敏化电极制备

（1）敏化电极制备

o经过煅烧后的4片TiO2电极冷却到80C左右，分别浸入上述两类染料溶液

中，浸泡2~3h后取出，清洗、晾干，即获得经过染料敏化的4个TiO2电极。

然后采用锡薄膜在未覆盖TiO2膜的导电玻璃上引出导电极，并用生料带外封。

五、数据记录与处理

（1）染料敏化剂的UV-Vis吸收曲线

图3A.不同波长下染料敏化剂的UV-Vis吸收曲线B.截取放大部分UV-Vis吸

收曲线

图A中可以现实出现两个股底，出现在428nm到434nm一段和在640nm到680nm一段。

在图B放大428nm到434nm一段可以看到在431nm吸收最低，为4.7%。

（2）记录波长及对应的的开路电压和短路电流。

图4A.不同波长对应的开路电压（OCV）B.不同波长对应的短路电流图A看出随着波长的增大，开路电压大体呈降低趋势；在660到700nm区间出现明显波峰，开路电压升高。

图B的短路电流中，可以看出和染料敏化剂的UV-Vis吸收曲线成负相关。

同样的，在428nm到434nm一段可以看到在431nm短路电流最高。

可见图5.

图5不同波长对应的短路电流和UV-Vis吸收曲线

七、提问与思考

1、影响染料敏化太阳能电池光-电转化效率的因素有哪些？

个人总结有以下7种因素：

①膜的制备

一般沉积到导电玻璃上的TiO2薄膜厚约10μm,TiO2粒子粒径约20nm。

薄膜

厚度过小太阳光能量吸收不完全光电转化效率不高厚度过大深层的染料敏化剂没有光照激发不能产生电子膜也容易发生脱落。

TiO2粒子尺寸过小,导带中的电

子可能会发生隧道效应而降低光电转化效率尺寸过大比表面积降低,吸附的染料分子减少,也会降低光电转化效率。

②膜的表面修饰

电极中的反应都是在表面上进行的,电极的表面修饰可有效提高电池的转化效率。

ShumingYang等[5]用Sr2+离子对二氧化钛表面进行修饰,也可减小电荷复合,

使光电转化效率提高了27%。

③膜的耦合

Gr?

tzel型太阳能电池的半导体与电解液界面上没有过渡层,因此反向电子转移（即进入半导体导带的电子与敏化剂氧化态间的电荷复合）是限制太阳能电池效率的一个重要因素。

④膜的参杂或复合

单一纳米膜的光电性能不是很理想,而适当掺杂或复合可以增强其光电性能。

⑤染料的吸收光谱与太阳光谱的匹配

为了获得最大光电转化效率,染料吸收光谱应尽可能与太阳光谱相匹配

[15-16]。

从理论上讲,全光谱吸收的黑色染料应有理想的光电转化效果。

HuangChunhui和Gr?

tzel等都合成了一些比N3具有更宽吸收范围的黑色染料,

将Gr?

tzel型太阳能电池进行优化,其光电转化效率是可以得到提高的。

⑥染料的设计合成

在Gr?

tzel型太阳能电池中,目前发现多吡啶钌配合物在光电转化效率方面是最好的。

因此,人们通过改进,对多吡啶配体进行修饰或者合成多核的具有天线作用的超分子体系,使其具有更好的吸附性能和与太阳光具有更好的匹配性,从而来提高Gr?

tzel型太阳能电池性能。

⑦电解质的制备

电解质的组成及溶剂配方对太阳能电池的效率有很大影响。

电解质中还原剂必须能迅速地还原染料正离子,而自身还原电位要低于电池电位。

另外,电解质的

-氧化还原速率、扩散程度也会影响到光电转化效率。

I3在对电极上得到电子再生

-成I离子,该反应越快,光电响应越好。

可利用在导电玻璃上镀上一层铂镜或多孔碳电极作为对电极来催化此反应。

电解质可为液态或固态。

液体电解质的转化效率较高,但易导致敏化染料脱附、密封困难等问题。

2、敏化剂在DSSC电池中的作用有哪些？

在DSSC中,染料敏化剂就像光捕获天线,起着收集能量的作用,类似于叶绿素和胡萝卜素在自然界光合作用中起到的作用；染料敏化剂的性能直接影响到DSSC的光电转换效率,具有非常重要的作用。

研究表明,高性能的敏化剂需要具有以下7点作用：

（1）染料分子的电子最低占据轨道（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）染料分子需要牢固吸附于半导体的表面,这样染料激发生成的电子可以有效注入到半导体的导带中。

能在TiO2表面有效吸附的基团有—COOH、—OH、

—SO3H、—PO3H2和水杨酸盐等,其中应用最广泛、吸附性能最好的是羧基和磷酸

基；

（3）染料分子应该具有比电解质中的氧化还原电对更正的氧化还原电势,这样染料分子能够很快得到来自还原态的电解质的电子而重生；

（4）染料在长期光照下具有良好的化学稳定性,能够完成108次循环反应；

（5）染料的氧化态和激发态要有较高的稳定性；

（6）理想的染料在整个太阳光光谱范围内都应该有较强的吸收；

（7）染料分子能溶解于与半导体共存的溶剂,这样有利于在TiO2表面形成非

聚集的单分子染料层（聚集的染料分子会导致入射光的损耗和阻碍电子的运输,导致转换率降低。

3、光阳极的哪些性质会影响电池性能？

研究表明：

纳米晶TiO2膜光阳极的晶型、比表面积、粒子直径、膜厚度、

膜表面粗糙度等都是影响电池光电转换效率的重要因素。

就染料的吸附而言，比表面积越大，在半导体膜表面吸收的染料越多，越有利于光的吸收。

一般来说颗粒越小，孔隙越大，膜越厚，表面积越大，不过颗粒太小会影响染料的有效吸附半导体膜的表面粗糙度影响光在膜面上的吸收和反射率。

光阳极粗糙度增大，可见光在表面被来回反射，增加了孔内染料吸收光的几率。

4、与其他太阳能电池比较，DSSC电池有哪些优势和局限性？

优势：

优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能,已成为传统太阳能电池的有力竞争对手。

其光电效率稳定在10%,制作成本仅为硅太阳能电池的1/5～

1/10,寿命能达到20年以上。

制备电池耗能较少，能源回收周期短。

生产过程中无毒无污染。

结构简单、易于制造，生产工艺简单，易于大规模工业化生产。

局限：

DSSC使用液态电解质时，电池的光电转换效率较高，但由于液态电解质存在易挥发、易泄露等缺点影响了电池的长期稳定性。

液态电解质易挥发和渗漏，进而导致电池失效，因此，组装电池时电解质的添加一定要适量，防止渗漏.传统DSSC使用导电玻璃作为基底，但由于玻璃存在重量大、易破碎等缺点限制了电池的应用范围，使得染料敏化太阳能电池的广泛商业化一直难以实现。

参考文献

[1]O’RganB.，Gr?

tZelM.，Nature，（1991）,353（24）737-739

[2]黄春辉，黄岩谊，李富友.光电功能超薄膜（第一版）.北京:

北京大学出版社，2001.

[3]Peterwurfel著,陈红雨,匡代彬,郭长娟译.太阳能电池-从原理到新概念.北京:

化学工业出版社,2009.

[4]章伟光.综合化学实验.北京：

化学工业出版社，2008.

[5]YangShuming,HuangYanyi,HuangChunhui,etal.[J].ChemMater,2002,14（4）:

1500-1504.

篇二：

太阳能电池实验报告

实验报告

实验项目染料敏感化太阳能电池的制备及测试专业班级数学系11级2班姓名吴飞跃学号10114541指导教师李艳日期2011年12月8日

篇三：

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09041020

4/22Monday

《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、FTO

B．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。

六、实验流程：

1.配置稀硝酸溶液吸取20ul浓硝酸（15m），配成0.001m稀硝酸300ml；

2.称取1g二氧化钛，放入玛瑙研钵中，滴加10滴稀硝酸，研磨均匀，再重复滴加-

研磨（共加入约50滴稀硝酸），制得二氧化钛胶体溶液；

3.用95%乙醇清洗导电玻璃表面，滤纸吸干后，万用电表测出导电面；（注意：

镊子

拿取导电玻璃或手拿玻璃边缘，不能碰触玻璃表面）

4.保持导电玻璃面向上，用胶带将玻璃三遍贴住，覆盖3~4mm并固定再桌面，胶带

尽量保持平行；

5.在玻璃间隙处滴上研磨好的二氧化钛胶体溶液，用玻璃棒平行轻推，使得胶体溶液

均匀地涂布在玻璃表面；（注意：

玻璃棒表面应清洁、干净、无凸起，着力应均匀缓慢，以免刮破胶带）

6.揭去胶带，将涂布好的玻璃片在空气（或低温炉）中晾干后，置于坩埚中再高温炉

中以450℃处理20-30min。

7.配置染料溶液，N3染料0.0223g溶入到20ml乙醇中。

（注：

天然染料液由天然染料

加水或乙醇研磨后，过滤分离。

）

8.取出玻璃片，放在隔热板上冷却后，将玻璃片浸于盛有染料的培养皿中30min。

小

心地将玻璃片取出，用水冲洗后再用乙醇冲洗，然后滤纸拭干，为负极待用。

9.取另一片导电玻璃，用蜡烛火焰将导电面涂一层薄碳，然后置于坩埚中450℃处理

5min。

取出冷却后，用乙醇冲洗，滤纸拭干，为正极待用。

10.配置碘电解液（0.5mKI/0.05mI2的无水乙二醇溶液）（注意：

由于碘与淀粉或蛋白

反应，注意防护皮肤接触）

11.将正极负极相对（石墨层与二氧化钛层接触），并且两片玻璃略微错开，作为电极

连接点。

12.玻璃另两边末端用两个燕尾夹夹紧固定，然后从接缝处滴入少量电解液。

13.连接电极连接点与测试设备，直接测量电压、电流数据。

比较不同光照、光照距离

等条件下太阳能电池的效能。

思考：

决定DSSC性能的因素有哪些？

1.TiO2结构

TiO2是一种价廉、无毒、稳定且抗腐蚀性能良好的半导体材料,它的吸收范围

在紫外区,因此须进行敏化处理。

为了提高光捕获效率和量子效率,可以将半导体二氧化钛纳米化、多孔化、薄膜化。

这样的结构使TiO2具有高比表面积,使其能吸附更多的单层染料分子,只有紧密吸附在半导体表面的单层染料分子才能产生有效的敏化效率。

另外,这种结构的电极,其表面粗糙度大,太阳光在粗糙表面内多次反射,可被染料分子反复吸收,从而大大提高太阳光的利用率。

TiO2纳米晶电极微结构，如粒径、气孔率对太阳能电池的光电转换效率有非常

大的影响。

首先,太阳能电池所产生的电流与TiO2电极所吸附的染料分子数直接相关。

一般来说,表面积越大,吸附的染料分子越多,因而光生电流也就越强。

另一方面,TiO2粒径越小,它的比表面积越大,此时电极的孔径将随之变小。

在低光强照射下,传质动力学速度能够满足染料的再生,在此条件下孔径大小对光电性质影响不大;而在强光照射下,传质动力学速度一般不再能够满足染料的再生,此时孔径大小对光电性质的影响较大。

造成这些结果的主要原因是,小孔吸附染料后,剩余的空间很小,电解质在其中扩散的速度将大大降低,因此电流产生效率也将下降。

所以,如何选择合适大小的半导体粒度对电极的光电性质影响很大。

2.制约染料敏化太阳能电池光电转化效率的一个因素就是光电压过低

这主要是由电极表面存在的电荷复合造成的。

因为纳米晶半导体中缺少空间电

荷层,同时存在大量的表面态,导带中的电子很容易被表面态陷阱俘获,大大增加了与氧化态电解质复合的几率。

因此,如何降低电荷复合就成为改善光电转换效率的关键。

在电解质中加入一定电荷复合抑制剂也可提高电池的性能,如吸附了染料的TiO2电极在4－叔丁基吡啶中浸泡后,4-叔丁基吡啶通过吡啶氮与TiO2表面剩余氧空位配位结合,可阻止TiO2表面光生电子与I3-的复合,通过4-叔丁基吡啶的处理,电池的开路光电压和填充因子可分别提高74%和31%,总光电转化效率也为未处理电极的2倍。

目前有很多研究对电极表面修饰后,能使光电性能明显提高。

其一，通过导电材

料的复合，降低TiO2多孔薄膜的电导率，进而使太阳电池的性能提高。

其二，通过其他半导体材料的复合，改变复合材料的能带，即使电子跃迁时所克服的能量变小。

实验结果表明，能有效提高电池的开路电压。

3.电解质

电解质的组成及溶剂配方对太阳能电池的影响很大。

电解质中还原剂必须能迅

速地还原染料正离子，而自身还原电位要低于电池电位。

电解质可分为液体电解质与固体电解质，液体电解质电池的转化效率较高，典型的液体电解质为LiI和Ｉ2的乙睛溶液。

但是液态电解质存在以下缺点：

（１）液态电解质导致TiO2表面的染料脱附，影响电池的稳定性；

（２）溶剂可能与敏化染料作用导致染料发生光降解；

（３）密封困难；

（４）电解质本身不稳定易导致太阳能电池失效；

（５）载流子迁移速率很慢，在高强度光照时不稳定。

固体电解质可以避免这些缺点，但由于固体电解质电导率比较低以及固体电解

质与电极界面接触差等原因导致当前固态纳晶染料敏化太阳能电池的光电转换效率比较低。

离子液体基电解质固化剂的种类较多，大致可分为以下三类：

纳米粉末胶凝剂，

有机小分子胶凝剂，聚合物胶凝剂。

4.染料光敏化剂的性质是将直接影响染料敏化纳米晶太阳能电池的光电转换效率。

对敏化染料分子的一般要求是：

（１）能紧密吸附在TiO2表面，要求染料分子中含有羧基、羟基等极性基团；

（２）对可见光具有吸收性能好；

（３）激发态能级与TiO2导带能级匹配，激发态的能级高于TiO2导带能级，

保证电子的快速注入；

（４）其氧化态和激发态要有较高的稳定性和活性；

（５）激发态寿命足够长，且具有很高的电荷传输效率。

总结起来，对染料敏化纳米晶太阳能电池应从以下几个方面进行研究：

（１）纳米材料制备：

电子在纳米晶传输过程中会与电子受体发生复合从而引起电流损失，因此需要在探索电极微结构与光电性质的基础上，寻找制备方法简单，性能优异的TiO2纳米晶材料，以减少电子在传输过程中的损失。

（２）界面特性：

TiO2与染料之间，染料敏化剂和电解质之间，TiO2与导电玻璃之间等都存在界面问题，因此需要对界面之间的电子注入和传输机理进行研究。

（３）提高电池的开路电压：

现在所制得染料敏化纳米晶太阳能电池的开路电压较低，一般都小于1V，提高开路电压将是今后研究的一个方向。

（４）染料：

设计合成成本低，性能良好，能吸收大部分可见光敏化染料，从而提高染料敏化纳米晶太阳能电池光电转换效率。

（５）电解质：

目前使用的液态电解质，由于存在一些问题，使得全固态纳米太阳能电池成为一个重要的研究方向，以提高其稳定性和使用寿命。

（６）大面积电池：

要想使染料敏化纳米晶太阳电池走向实用化和产业化必须对大面积电池进行研究。

篇四：

染料敏化太阳能电池-化学与物理电源基础实验讲义1

天然染料敏化TiO2太阳能电池的制备及光电性能测试

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。

纳米TiO2晶体化学能太阳能电池是最近发展起来的，优点在于其廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能。

其光电效率稳定在10%以上，制作成本仅为硅太阳电池的1/5～1/10．寿命能达到20年以上。

但是TiO2的禁带宽度为3.2eV，只能吸收波长小于375nm的紫外光，为了使其吸收红移至可见光区，增大对全光谱范围的响应，1991年，瑞士洛桑高等工业学院（EPFL）Gratzel研究小组开发了染料敏化太阳能电池（DyeSensitizedSolarCell，简称DSSC），它是由吸附染料光敏化剂（过渡金属钌的有机化合物染料）的纳米二氧化钛（TiO2）多孔薄膜制成的新型光化学电池。

其光电转换效率达7.1%。

1993年，他再次报道了光电转换效率达10%的TiO2染料电池，1998年，该研究组进一步研制出全固态DSSC，使用固体有机空穴传输代替液体电解质，单色光光电转化效率达到33%，从而引起了全世界的科学家对染料敏化太阳能电池的关注。

近年来，染料敏化太阳能电池的研究主要集中在阳极材料的改性、染料的改进、电解质的研究、以及阴极对染料敏化太阳能电池的影响等。

本实验主要研究不同的染料敏化剂和不同的敏化方法对TiO2太阳能电池光电转换效应的影响。

【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。

【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3.2eV，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。

光阳极

目前，DSSC常用的光阳极是纳米TiO2