DSC的结构组成

主要由纳米多孔半导体薄膜、染料敏化剂、氧化还原电解质、对电极和导电基底等几部分组成。纳米多孔半导体薄膜通常为金属氧化物（TiO2、SnO 2、ZnO等），聚集在有透明导电膜的玻璃板上作为DSC的负极。对电极作为还原催化剂，通常在带有透明导电膜的玻璃上镀上铂。敏化染料吸附在纳米多孔二氧化钛膜面上。正负极间填充的是含有氧化还原电对的电解质，最常用的是 / 氧化还原对。

结构示意图

DSC工作原理

⑴ 染料分子受太阳光照射后由基态跃迁至激发态；

⑵ 处于激发态的染料分子将电子注入到半导体的导带中；

⑶ 电子扩散至导电基底，后流入外电路中；

⑷ 处于氧化态的染料被还原态的电解质还原再生；

⑸ 氧化态的电解质在对电极接受电子后被还原，从而完成一个循环；

⑹ 分别为注入到TiO2 导带中的电子和氧化态染料间的复合

⑺ 导带上的电子和氧化态的电解质间的复合

研究结果表明：只有非常靠近TiO2表面的敏化剂分子才能顺利把电子注入到TiO2导带中去，多层敏化剂的吸附反而会阻碍电子运输；染料色激发态寿命很短，必须与电极紧密结合，最好能化学吸附到电极上；染料分子的光谱响应范围和量子产率是影响DSC的光子俘获量的关键因素。到目前为止，电子在染料敏化二氧化钛纳米晶电极中的传输机理还不十分清楚，有Weller等的隧穿机理、Lindquist等的扩散模型等，有待于进一步研究。

DSC特点与发展前景

DSC与传统的太阳电池相比有以下一些优势：

(1) 寿命长：使用寿命可达15-20年；

(2) 结构简单、易于制造，生产工艺简单，易于大规模工业化生产；

(3) 制备电池耗能较少，能源回收周期短；

(4) 生产成本较低，仅为硅太阳能电池的1/5～1/10，预计每蜂瓦的电池的成本在10元以内。