基本信息
- 项目名称：
- 绿色新能源染料敏化太阳能电池
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 在目前众多的太阳能电池中，染料敏化太阳能电池由于具有成本较低、工艺简单、较高的光稳定性、理论光电转换率高等优点，已在全世界范围内掀起了对这种新型太阳能电池的研究热潮。太阳能作为一种可再生能源，具有取之不尽、安全、环保等其它能源所不可比拟的优点。经过多年的努力，DSSC电池的效率已经达到了比较满意的水平，并逐步走上了产业化道路，逐渐成为最有希望得到应用的新型太阳能电池之一。
- 详细介绍：
- MATLAB/Simulink主要的功能是对动态系统做适当的分析，可以预先对系统进行仿真和分析，并可以做适当的实时修正，增强系统的性能，减少系统研发修改时间，提高开发系统效率[5]。本文中DSSC模型计算需要较复杂的运算，用MATLAB/Simulink可以方便地进行仿真计算，输出相关的特性曲线。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目前使用的化石能源是不可再生能源，正逐渐耗尽；同时，化石能源的使用产生大量的温室气体，引发全球气候变化，因此太阳能作为替代能源是解决能源危机以及保护环境的最佳途径之一。太阳能电池将太阳能直接转化为电能，是利用太阳能资源的一种非常有效的手段。近年来，太阳能电池的发展非常迅速，已经广泛应用在国民经济的许多领域。如何提高太阳能电池的光电转换效率以及降低制造成本，目前已成为发展太阳能电池工业的研究重点。
科学性、先进性及独特之处
- 根据染料敏化太阳能电池的等效电路，应用MATLAB/Simulink工具建立仿真模型，对DSSC的输出伏安特性及输出功率进行仿真，讨论光生电流密度Jph、二极管特性因子n和饱和电流I0对DSSC性能的影响。仿真的结果可以作为DSSC结构优化的理论依据。
应用价值和现实意义
- 通过调节光生电流密度Jph,二极管特性因子n和饱和电流I0参数值，方便且准确地模拟了光伏电池的工作情况，定量地分析了光生电流密度、二极管特性因子和饱和电流的变化对电池输出特性的影响。通过对电池的仿真来指导实验，使DSSC结构得到进一步优化，也为DSSC走向实用化奠定基础。
学术论文摘要
- [1] 张玉香，戴松元，染料敏化太阳能电池的研究进展[J]，阳光能源； [2] 李胜军，林 原，杨世伟，纳晶TiO2多孔薄膜电极的制备及其性能研究[J],功能材料； [3] 薛定宇，陈 阳，泉系统仿真技术与应用[M]，北京清华大学出版社，2006. [4] 钟水库，刘长春，沈晓明，太阳电池基本参数的实验与分析[J]，半导体光学
获奖情况
- 2010年 长沙 第七届中国功能材料及其应用学术会议 被ISTP收录
鉴定结果
- 仿真结果表明，光伏电池的输出特性呈非线性，每条曲线有且仅有一个最大输出功率点，并且DSSC的性能受光生电流密度Jph、二极管特性因子n和饱和电流I0的影响。
参考文献
- 基于MATLAB/Simulink的DSSC模拟仿真
同类课题研究水平概述
- 国外对染料敏化太阳能的电池研究较早。自1991年起, 该电池一直是国际研究的热点. DSC被认为是新型太阳电池中最有力的竞争者之一. DSC以其潜在的低成本、相对简单的制作工艺技术和电池制备的低能耗等优势赢得了人们的广泛重视.1991年, 瑞士洛桑高等工业学院Grtze l教授领导的研究小组, 把以前的平板电极改成纳米多孔电极后制作DSC, 电池的光电转换效率取得了7. 1%的突破性进展 , 1993年达到了10% , 2003年达到了10. 58%, 2004年和2005年, 光电转换效率分别达到了11. 04% 和11. 18%. 目前面积约为100cm2 的DSC光电转换效率已超过6. 3% , 效率接近6%。这充分显示了DSC为具有大规模应用前景的低价太阳电池的一个新的选择.
