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染料敏化太阳能电池因为低成本、易制备的优点成为光伏研究的重要方向之一。尽管基于二氧化钛的染料敏化电池的转换效率已经达到11％，但仍存在许多问题有待解决，如电池染料存在的降解和如何进一步提高电池的效率等等。本论文基于上述问题，结合染料敏化电池对阳光的光谱选择性利用及光子晶体对光的选择性调控等特点，制备了不同类型的光子晶体聚光器，以提高染料敏化电池的输出功。主要研究内容有以下几个部分：
1)光子晶体反射式聚光器的制备及对染料敏化太阳能电池输出加强。凹面基材上构筑光子晶体薄膜，制备了光子晶体反射式聚光器，并将其用于钌染料敏化太阳能电池的光收集。结果表明光子晶体聚光器能够使电池的输出功显著提高。老化试验证明，相对于金属膜聚光器，光子晶体聚光器能够有效延长电池寿命。将光子晶体聚光器用于全有机染料敏化太阳能电池，同样获得了明显的输出功增强结果。这一思路对发展低成本、高输出的染料敏化电池具有重要意义。
2)基于凸透镜和菲涅耳透镜的光子晶体折射式聚光器的制备及对染料敏化电池输出功的加强。分别在凸透镜和菲涅耳透镜基础上，组装光子晶体材料，利用光子晶体的光子禁带效应，过滤掉对染料敏化电池有害的紫外光，同时利用凸透镜或菲涅耳透镜实现其余有用波段的光的聚焦加强。最终实现太阳能电池输出功的提高及电池性能的稳定。
3)在上述的光子晶体反射式聚光器表面修饰荧光下转换材料，以对紫外波段光的有效利用及提高电池的输出功。系列实验结果表明，由于荧光分子蒸镀在光子晶体表面的不定向发射的性质，简单的蒸镀荧光材料并不能获得所预期的效果。而在光子晶体聚光器表面构筑能够使发射光向焦点处汇聚的光波导结构可能会解决该问题。