DSSCは、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換するために、緑の植物の光合成原理をシミュレートするバッテリーの一種です。 液体DSSCは、主に光アノード、液体電解質、光電陰極の3つの部分で構成されています。 光アノードは、主に導電性基板材料上に多孔質半導体膜を作成し、色素光増感剤の層を付着させるためのものです。 光電陰極は、導電性基板材料上に白金または炭素含有触媒材料の層を準備することです。 光アノードでは、電極材料は主にTiO2です。 光吸収特性の良い色素光増感剤の層をTiO2の表面に付着させると、色素の基底状態が光を吸収して励起状態になり、励起状態の色素がTiO2の伝導帯に電子を注入します。キャリアの分離により、外部回路を介して対極に伝達され、電解質溶液中の3電子がI-に還元され、電子注入後の酸化色素がI-によって基底状態に戻ります。 I-自体がI3-に酸化され、サイクル全体が完了します。
DSSCには、合成が簡単で材料源が広いという利点がありますが、ほとんどのDSSCは、電極の腐食や電解質の漏れが発生しやすい液体電解質を使用しており、バッテリーの安定性が低くなっています。 上記の問題に対応して、研究者は純粋な有機増感剤と固体DSSCの開発においていくらかの進歩を遂げました。 DSSCの場合、効率を改善することが難しい理由は、既存の色素増感剤が赤外線光子を効果的に使用できず、光吸収効率が低くなるためです。 したがって、将来の研究の焦点は、近赤外光に応答する効率的で安定した安価な非ルテニウムベースの色素増感剤を開発することです。 さらに、DSSCの推進には、電池の内部電子伝達能力の向上、効率的で耐久性のある固体電解質の調製、低コストの非Pt対極の発見、電池の全体的な耐用年数の向上も重要です。
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