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染料敏化太阳能电池(DSSC)因其理想的电池效率、较低的生产成本以及环境友好无污染的优势,已经引起了全世界的广泛关注,并掀起了一股研究热潮。为使DSSC能在不久的将来实现产业化和大规模应用,使之真正走进我们的日常生活,必须开发性能稳定的高效大面积DSSC,并进一步解决大面积DSSC存在的关键技术问题。 本文围绕着大面积染料敏化太阳能电池的关键技术展开了相关的研究,主要研究工作和取得的成果有: 第一,系统地分析了大面积DSSC性能退化的原因,提出了一种金属网格隔离的方法来有效地减小电池内阻并提高光电子收集的效率。我们采用溅射法与退火处理相结合的工艺方法在FTO导电玻璃上制备了金属网格。我们制备了具有不同图案金属网格的电池与无金属网格结构的纯大面积电池,研究对比了金属网格结构的尺寸及工艺参数对大面积电池效率的影响。结果表明,金属网格结构大面积DSSC的短路电流和光电转换效率都大大提高,证明了我们提出的金属网格结构能有效地降低电池内阻并有效收集电子。另外,退火过程在电池制备过程中也是必不可少的。 第二,研究分析了高效大面积DSSC的光阳极厚度对电池性能的影响。通过丝网印刷多层浆料来获得不同厚度的光阳极电池,经封装测试后对比其性能,综合考虑短路电流、开路电压和光电转换效率等电池参数,获得了高效大面积DSSC的光阳极最佳厚度在12μm左右的结论。 第三,对大面积柔性DSSC进行了探索性研究,提出了一种利用低温的阳极氧化法在大面积柔性衬底上制备DSSC结构的新工艺,可有效避免电池制备过程中的高温退火问题,进而扩大染料敏化太阳能电池的应用范围并对柔性DSSC的实际应用前景具有一定的指导意义。