Recent Advances of Novel Designs of Dyes for Dye Sensitized Solar Cells

The operation principle for dye sensitized solar cells and the factors affecting the efficiency are introduced.Recent advances of novel designs of dyes, including ruthenium complexes, amine, porphyrins and phthalocyanines, which are applied in dye sensitized solar cells, are reviewed.In this paper, structure-property relationship of dyes is also discussed.Keywords dye sensitized solar cell; sensitizer; dye; structure-property relationship 自 Gräzel 等 [1] 于 1985 年发明了染料敏化太阳能电 池(DSSCs), 并在 1991 年取得了突破后 [2] , 这种太阳能 电池因其生产工艺简单, 原料成本相对于传统硅系太阳 能电池低, 吸引了世界上众多研究者的目光, 成为当前 光伏技术研究领域的热点之一.经过研究者二十多年的努力, 目前 DSSCs 的光电 转换效率已达到 11.1% [3] , 虽然低于多晶硅太阳能电池 15%～18% [4] 的效率, 但该项技术依然被认为极有可能 取代硅系太阳能电池, 成为第三代太阳能电池.世界上 已有 G24 创新公司(G24 Innovations) [5] , 日本的 SONY [6] , SHARP, Dyesol [7] 和 Konarka [8] 等多家公司进行着 DSSCs 的生产和应用研究, 爱尔兰的 SolarPrint 公司近日也宣 布了他们商业化生产 DSSCs 的计划 [9] .国内也相继成立 了大连七色光太阳能科技开发有限公司和河北汉光重 工有限责任公司进行染料敏化太阳能电池相关产品的 研发和生产.为了提高 DSSCs 光电转换效率及生产工艺上进一 步提高改进, 除了在 DSSCs 器件 [10] 11～15] , 而近两年来, 随着更多研究者的参与, 敏化剂 的研究有了可喜的新发展和新突破, 对各种染料的结构 设计和修饰手段也变得逐渐系统化.本文对 DSSCs 研 究中近年来多吡啶钌配合物, 无金属染料以及卟啉和酞