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<title>摘 要</title>6 K+ o0 F6 P0 T5 G
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: E+ `4 l4 Q* Y V& o2 t, m4 y. m: s <p class="MsoNormal" style="MARGIN: 12pt 0cm; LAYOUT-GRID-MODE: char; TEXT-INDENT: 21.25pt; LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: center" align="center"><b style="mso-bidi-font-weight: normal"><span style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-size: 12.0pt"><font size="2">摘<span lang="EN-US"><span style="mso-bidi-font-size: 12.0pt; mso-spacerun: yes"> u: \7 G) B! s6 E. J
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3 `" w/ y2 Y4 p Q0 k <p class="MsoNormal" style="LAYOUT-GRID-MODE: char; TEXT-INDENT: 27pt; LINE-HEIGHT: 150%"><span lang="EN-US" style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-size: 12.0pt"><font size="2">1973～1974年间全球发生的能源危机使人们清醒地认识到发展新能源的重要性和紧迫性。二十多年来，太阳电池得到迅速发展，硅太阳电池已大面积商业应用。虽然硅太阳电池的价格已从早期的50美元/峰瓦降到目前的3~5美元/峰瓦，但再降低其成本的空间已很小，要想在近期内得到大规模的应用似乎很难，特别是在居民中得到普遍应用还有一定的距离。<O>
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<p class="MsoNormal" style="LAYOUT-GRID-MODE: char; TEXT-INDENT: 27pt; LINE-HEIGHT: 150%; MARGIN-RIGHT: 0.35pt; mso-pagination: widow-orphan"><span style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-size: 12.0pt"><font size="2">七十年代初，<span lang="EN-US">Fujishima和 1 {; E3 `+ |; T8 H0 g
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Honda成功地利用TiO<sub>2</sub>进行光电解水制氢实验，并把光能转换为化学能而被储存起来，该实验成为光电化学发展史上的一个里程碑，并使人们认识到TiO<sub>2</sub>在光电化学电池领域中是比较重要的半导体材料。由于所使用的单晶TiO<sub>2</sub>半导体材料在成本、强度及制氢效率上的限制，该种方法在以后的一段时间内并没有得到很大的发展，更谈不上走向实用化。<O>
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<p class="MsoNormal" style="LAYOUT-GRID-MODE: char; TEXT-INDENT: 27pt; LINE-HEIGHT: 150%; MARGIN-RIGHT: 0.35pt; mso-pagination: widow-orphan"><font size="2"><span style="mso-bidi-font-size: 12.0pt">进入八十年代，化学光电转换研究的重点转向人工模拟光合作用，除了自然界光合作用的模拟实验研究以外，还研究光能<span lang="EN-US" style="FONT-FAMILY: Symbol; mso-bidi-font-size: 12.0pt; mso-char-type: symbol; mso-symbol-font-family: Symbol; mso-ascii-font-family: 宋体; mso-hansi-font-family: 宋体">¾</span><span style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-size: 12.0pt">化学能（光解水、光固氮、光固二氧化氮）和光电转换等应用研究，取得了一定的成绩。利用有机多元分子的光电特性制作光电二极管，是八十年代以来光电化学领域里取得的又一大成就。<span lang="EN-US"><O>/ l6 O J5 h: q" R* a( B! e
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<p class="MsoNormal" style="LAYOUT-GRID-MODE: char; TEXT-INDENT: 27pt; LINE-HEIGHT: 150%; MARGIN-RIGHT: 0.35pt; mso-pagination: widow-orphan"><font size="2"><span style="mso-bidi-font-size: 12.0pt">自七十年代初到九十年代的二十多年来，有机染料敏化宽禁带半导体的研究一直非常活跃，<span lang="EN-US">R.
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Memming、H. Gerischer、Hauffe、Bard、H. Tributsch等人大量研究了各种有机染料敏化剂与半导体薄膜间的光敏化作用。早期在这方面的研究主要集中在平板电极上，这类电极的主要缺点是只能在电极表面吸附单层染料分子，由于单层染料分子吸收太阳光的效率非常低，光电转换效率一直无法得到提高。为了克服单层染料的缺点，人们曾试图利用多层染料来克服太阳光吸收的问题，但内层染料分子阻碍了电荷的传输和分离，光电转换效率始终在1%
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以下，远未达到实用水平。随着溶胶－凝胶技术在化学领域内取得的重要发展，以及纳米材料发展，瑞士洛桑高等工业学校（EPFL）M.
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Grätzel教授领导的研究小组自八十年代开始，致力于用TiO<sub>2</sub>颗粒和光电极来研究染料敏化纳米薄膜电池，他们制备出纳米多孔TiO<sub>2</sub>半导体膜，以过渡金属Ru以及Os等有机化合物作染料，并选用适当的氧化</span><span lang="EN-US" style="FONT-FAMILY: Symbol; mso-bidi-font-size: 12.0pt; mso-char-type: symbol; mso-symbol-font-family: Symbol; mso-ascii-font-family: 宋体; mso-hansi-font-family: 宋体">-</span><span style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-size: 12.0pt">还原电解质为主要材料，发展了一种染料敏化纳米薄膜电池，终于在<span lang="EN-US">1991年取得重大突破，其光电转换效率达7.1%（AM1.5），这一突破与其说是在光电化学上取得突破，倒不如说是在太阳电池上取得了突破，更令人感到欣慰的是它廉价的成本和简单的制作工艺以及稳定的性能，为人类廉价和方便使用太阳能提供了更有效的方法，其制作成本仅为硅太阳电池的五分之一 ; O/ L8 ?* m+ K! G
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～ 十分之一，而且经过近几年的研究效率已达到在10%以上。<O>
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+ j- H- J- a' A2 s2 l& l6 \* _2 q <p class="MsoNormal" style="LAYOUT-GRID-MODE: char; TEXT-INDENT: 27pt; LINE-HEIGHT: 150%; MARGIN-RIGHT: 0.35pt; mso-pagination: widow-orphan"><span style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-size: 12.0pt"><font size="2">本论文共分六章，第一章为前言，简述了染料敏化纳米薄膜太阳电池的发展历史、背景和过程，并提出开展本文工作的目的、意义和研究内容。<span lang="EN-US"><O:P>8 ^3 s: L- i/ K* q$ p1 P
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<p class="MsoNormal" style="LAYOUT-GRID-MODE: char; TEXT-INDENT: 27pt; LINE-HEIGHT: 150%; MARGIN-RIGHT: 0.35pt; mso-pagination: widow-orphan"><span style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-size: 12.0pt"><font size="2">第二章详细介绍了染料敏化纳米薄膜太阳电池的结构，并对各部分的性能进行了详细地分析。重点介绍了染料光敏化剂和电解质材料的特性和性能，并在其中穿插介绍了部分实验结果，以便于对其性能的进一步认识。<span lang="EN-US"><O:P>
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<p class="MsoNormal" style="LAYOUT-GRID-MODE: char; TEXT-INDENT: 27pt; LINE-HEIGHT: 150%; MARGIN-RIGHT: 0.35pt; mso-pagination: widow-orphan"><span style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-size: 12.0pt"><font size="2">第三章主要介绍染料敏化纳米薄膜太阳电池原理，并对电池的工作参数进行了分析。通过对机理的研究，详细讨论光生载流子的产生、分离、输运和复合的过程，为未来进一步提高电池的工作参数打下基础。<span lang="EN-US"><O:P>
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- |# ^: _4 G/ q% M5 } <p class="MsoNormal" style="LAYOUT-GRID-MODE: char; TEXT-INDENT: 27pt; LINE-HEIGHT: 150%; MARGIN-RIGHT: 0.35pt; mso-pagination: widow-orphan"><span style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-size: 12.0pt"><font size="2">在第四章里，详细研究了纳米多孔半导体的特性，并研究了半导体与电解质的界面特性。详细研究了纳米多孔半导体薄膜的制备方法、过程和实验结果。利用溶胶<span lang="EN-US">­—凝胶法制备纳米多孔半导体薄膜和利用阳极氧化法制备高质量的纳米TiO<sub>2</sub>薄膜，通过实验获得高质量纳米多孔薄膜的优化条件和方法。<O:P>
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/ L( S7 Z q0 M$ f8 j- i, \/ Y <p class="MsoNormal" style="LAYOUT-GRID-MODE: char; TEXT-INDENT: 27pt; LINE-HEIGHT: 150%; MARGIN-RIGHT: 0.35pt; mso-pagination: widow-orphan"><span style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-size: 12.0pt"><font size="2">通过前面几章对染料敏化纳米薄膜电池机理和实验的研究的基础上，在第五章里建立电池质量传输的理论模型，并对电池的一些参数进行优化计算，获得最佳电池参数，为今后的实验开展奠定基础。<span lang="EN-US"><O:P> p3 p! k0 Z' ?1 _* Y
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<p class="MsoNormal" style="LAYOUT-GRID-MODE: char; TEXT-INDENT: 27pt; LINE-HEIGHT: 150%; MARGIN-RIGHT: 0.35pt; mso-pagination: widow-orphan"><span style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-size: 12.0pt"><font size="2">在第六章里，主要介绍了我们对染料敏化纳米薄膜电池的实验研究成果，以及利用前面机理研究和理论计算的成果在实验中进行验证和进一步的改善。</font></span></p>
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