染料敏化纳米晶太阳能电池(DSC)是一种新型的光电能量转换器件,因其制造工艺简单、性能稳定、重量轻、成本低、适用范围广而受到广泛关注,被认为是传统硅太阳能电池最有可能的替代者。本文以酞菁、导电聚吡咯、联吡啶钌三种染料为主要敏化剂,重点研究了电化学方法在光敏化电极制备中的应用,对敏化电极的形貌、吸收光谱、循环伏安等性质及电池的光电性能进行了表征,为进一步深入研究打下基础。 用恒电位沉积法制备了MPc(NH2)4(M=Co, Ni)敏化纳米TiO2电极,对电沉积酞菁薄膜的形貌进行了表征；紫外可见光谱显示酞菁沉积薄膜的Q带吸收红移且宽化,可能是电沉积的酞菁薄膜与TiO2发生键合：分析了MPc(NH2)4在DMF溶液中的氧化还原特性,MPc(NH2)4在DMF的负电位有三对氧化还原峰,金属酞菁可能在电极表面形成层状堆积；对电沉积酞菁敏化TiO2电极的光电性能进行了测试,结果显示NiPc(NH2)4的敏化效果要好于CoPc(NH2)4,沉积电位对于电池性能有较大的影响,低电位沉积敏化效果较好；与自组装酞菁敏化TiO2电极光电性能进行了对比,结果显示电沉积法制备的敏化电极性能较好。 采用了电化学方法制备了导电聚吡咯(PPy),对于聚合物生长机理进行了简要分析；对导电玻璃进行表面处理,结果显示表面状态对生长机理有较大影响；对聚合物形貌进行了表征,聚合物表面成颗粒或纳米管状：可见光谱显示导屯聚吡咯在500nm有吸收峰,与太阳光谱十分吻合；导电聚合物具有良好的导电性,对电池中电荷的传递不会产生阻挡作用；分析了导电聚吡咯的循环伏安特性,导电聚吡咯有一个氧化峰和两个还原峰；对导电聚吡咯的能带结构进行计算,结果显示PPy能级符合DSC要求；研究了聚吡咯敏化TiO2电极的光电性能；采用电化学方法合成了苝四羧酸钠、铜酞菁磺酸钠掺杂的导电聚吡咯,FT-IR、可见吸收光谱表明苝四羧酸钠、铜酞菁磺酸钠被成功掺杂进导电聚吡咯中；对苝四羧酸钠、铜酞菁磺酸钠掺杂的聚吡咯的进行了循环伏安测试,CV曲线基本与普通导电聚毗咯类似。 采用两种方法对酞菁与联吡啶钌的协同敏化进行了研究,电沉积酞菁与自组装N3协同敏化及酞菁与N3均为自组装协同敏化；对协同敏化的电极进行了光电测试,结果显示电沉积NiPc(NH2)4的协同敏化效果要好于CoPc(NH2)4;均为自组装的协同敏化的电池性能与N3单独敏化相比也有所下降,可能是氨基酞菁并未与N3发生有效的键合。两种方法中后一种敏化效果要好。