1模型的建立 染料敏化太阳电池(http://www.etaiyang.com/ypnew_view.asp?id=1725" 新能源电池的发展现状及能源产业链 )（DSSC）在稳态工作条件下，电子的产生，传输及与电子受体的复合可以用以下的扩散微分方程来描述中：D是电子在半导体（TiO 2）中的扩散系数；x从TiO 2／TCO界面为0并指向阴极；N（x）为在x处的电子密度；N 0为光照前的电子密度（N 0＝10 16 cm－3）；t是电子生命时间（10ms）；a和F分别为光吸收系数和光照强度。 短路条件下，边界条件可得到短路电流密度（
JSC）q是电子电量；L为电子扩散长度（）；d是TiO 2多孔薄膜厚度。 当DSSC工作在非短路情况下，边界条件为［5］：（4）可得到DSSC的J－V关系式中：k是Boltzman常数，m是DSSC的理想因子（m＝4.5［10，11］）。 通过求解式 可以得到DSSC的J－V曲线，并可进一步得到最
大功率输出值MPP。此外，考虑到功率是电压和电流的乘积，DSSC的功率输出可以表示中，
光电极厚度d和电流J为变量。当DSSC工作在最
大功率输出点时，P对d和电流密度J的一阶偏导在最佳电流值J opt和最佳厚度值d opt时应分别为零。因此可以得，可以直接得到不同物性参数和操作参数下的最佳
光电极厚度。 2模拟结果与讨论 以下关于DSSC的J－V特性的分析都是基于式得到的。除电子扩散系数外，模型输入参数列于1.Fredin等人研究了电子在多孔TiO2电极中的扩散，发现当电极孔隙率等于0.5时（DSSC的典型孔隙率），电子扩散系数为1.0×10－2 cm－2／s.Lee等在他们的模型中采用了2.0×10－5 cm－2／s。 Dloczik等实验发现DSSC中TiO 2多孔薄膜的电子扩散系数在1.0×10－4 cm－2／s至1.0×10－3 cm－2／s之间。文中电子扩散系数D取值5.0×10－4 cm－2／s. 2.1光电极厚度对DSSC的J－V输出特性及MPP的影响 在不同的光电极厚度下DSSC的J－V曲线示于图1。光电极厚度对DSSC开路电压，短路电流和最
大功率输出点的影响示于2.由1和2可见，当d增大时，J SC迅速增大，到达最大值后，又缓慢减小。当DSSC的孔隙率和孔径一定时，增大d意味着增大光电极的总内表面积，从而可以吸附更多的染料分子，吸收更多的光子。因此增大d可以增大产生的光生电子数目，从而增大电流。但当d值超过电极的光透射深度时，几乎所有的光子都被有效吸收，d值的增大不能进一步增加光生电子的数目，从而电流值达到极值。相反，进一步增大d的同时也增加了复合中心，使得光生电子与电解液中的电子受体的复合机率增大，因此电流值逐渐下降。 从2也可以看出，随着d的增大，V OC逐渐下降这主要是由电子的稀释作用引起的因为当光子进入光电极时，光强逐渐减小，光生电子的浓度也减小而V OC取决于光电极中过剩电子的浓度，因此增大d降低了电极的过剩电子浓度，从而减小了V OC综合d对J SC和V OC的作用，存在着一个最佳的电极厚度，其对应的最大功率输出点（即光电转换效率）为最大根据本文所采用的模拟数据，该最佳电极厚度为5m 2.2操作参数对最佳光电极厚度d opt的影响实验表明，光强F和操作温度T影响DSSC的输出特性因此有必要研究这两个操作参数是否对最佳厚度的选取有影响。 来源:http://www.edianchi.com/news/html/Tech/9355.html
