纳米TIO2在太阳能电池方面的运用
运用纳米标准的半导体资料如TIO2、ZnO、SnO2等作为太阳能电池的光电极的研讨是世界范围的研讨热门，其间纳米TIO2因为光安稳、无毒成为研讨光电太阳能转化电池运用最遍及的资料。
研讨开展
1991年，瑞士洛桑高级工业学校的BrianORegan和GraetzelM报导了一种以染料敏化TIO2纳米晶膜作光阳极的新式高效太阳能电池，然后创始了太阳能电池的新世纪，世界上第一个纳米太阳能电池诞生了。
可是运用液态电解质作为空穴传输资料实践中存在许多无法改进的缺点，如因为密封工艺杂乱，长时间放置构成电解液走漏，电池中还存在密封剂与电解液的反响，电极有光腐蚀现象，且敏化染料易脱附等，研讨者们以固态空穴传输资料取而代之制备出全固态纳米太阳能电池，并取得可喜的效果。
1996年，Masamitsu等人运用固态高分子电解质制备了全固态太阳能电池，运用特别的制备办法取得了高离子导电性的电解质，得到了接连的光电流，并得到0.49％的光电转化功率。
1998年Graetzel等人运用OmetaD作空穴传输资料得到0.74％的光电转化功率，而其单色光光电转化功率到达了33％，引起了世人的注目，使纳米太阳能电池向全固态迈进了一大步。
国际上的研讨热门之一是将单个液结TiO2纳米太阳能电池串联，以进步开路电压。中科院等离子体物理研讨所为首要承当单位的研讨项目在此范畴取得严重突破性开展，2004年10月中旬建成了500瓦规划的小型演示电站，光电转化功率到达5%。这项效果使我国大面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的研发水平处于国际领先地位，为进一步推动低成本太阳电池在我国的有用化打下了结实根底。
专利
国内外都揭露了一些相关范畴的专利，其间日本的专利数量最多。下面选取近几年部分专利简略介绍。
北京大学2002年5月22日揭露的CN1350334纳米晶膜太阳能电池电极及其制备办法，触及一种纳米晶膜太阳能电池电极及其制备办法，以宽禁带半导体纳米晶膜为基底，在该基底外表吸附一层金属离子，再在金属离子吸附层上吸附光敏化剂。经过金属离子的外表润饰，改进电极的光电转化功用，进步太阳能电池的光电转化功率。与单纯TiO2比较，根据金属离子润饰TiO2纳米晶太阳能电池的光电转化功率进步了5～14％，可作为电极广泛运用于太阳能范畴。
东南大学2005年1月12日揭露了CN1564326软基固态染料敏化薄膜太阳能电池及制备办法。软基固态染料敏化薄膜太阳能电池是一种成本低、制造工艺简略、功用安稳、理论上寿数能够到达20年以上的软基太阳能电池，该太阳能电池的结构为层状结构，即：在透光导电聚酯片下设有TiO2纳米晶膜，在TiO2纳米晶膜下设有LnPc2敏化层，在LnPc2敏化层下设有固体电解质层，在固体电解质层下设有柔软金属膜背电极，在柔软金属膜背电极下设有高阻隔复合Al膜。
复旦大学2005年7月27日揭露的CN1645632一种固态染料敏化纳米晶太阳能电池及其制备办法，详细为一种选用离子液体与无机纳米粒子之间的氢键相互作用构成的染料敏化纳米晶外表拼装上固态电解质作电解质资料的太阳能电池及其制备办法。该太阳能电池中，在吸附光敏化剂的宽禁带半导体纳米晶膜的外表拼装固态电解质来替代液体电解质，处理了液体电解质的封装问题，并且在不明显下降电池的光电转化功率的前提下，能够大幅度延伸染料太阳能电池的运用寿数。其间的宽禁带半导体纳米晶膜为TiO2纳米晶膜。
中国科学院等离子体物理研讨所就染料敏化纳米薄膜太阳电池申请了多篇专利，其间2003年9月24日授权布告的3篇发明专利别离触及到染料敏化纳米薄膜太阳电池的电解质溶液、电极制备办法、密封办法等，CN1444290揭露的染料敏化纳米薄膜太阳电池用电解质溶液，以A、B或B、F或A、B、F为主体组分，经过复配或不复配其它四个组分中的一个或几个组分组成电解质溶液，其间A组分—有机溶剂或混合有机溶剂；B组分—电化学可逆性好的I2/I-(即I3-/I-)氧化复原电对；C组分—光阳极的配合剂；D组分—碘化物中阳离子的配合剂；E组分—I2的配合剂；F组分—离子液体；G组分—紫外吸收剂。这种电解质溶液，具有较高的电导率、较低的粘度、杰出的电化学可逆性、杰出的低温安稳性、较强的耐紫外线功用，能进步太阳电池功率，添加太阳电池寿数，自身功用安稳，对环境无污染等长处。
中国科学院等离子体物理研讨所2005年9月7日揭露的CN2724205大面积内部并联染料敏化纳米薄膜太阳电池，包含有上、下双面通明基板，通明基板上有通明导电膜，通明导电膜上有导电电极与催化剂层距离排布，另一通明导电膜上导电电极与纳米多孔半导体资料块距离排布，纳米多孔半导体资猜中浸渍有染料。将两块通明基板叠放在一同，周边密封成腔体，腔体中有电解液。本有用新式制造电池内部并联电极，取得所需求的该太阳电池输出电流。电池密封功用好，确保了电池运转的长时间安稳性。本有用新式的技能和办法操作简略易行，价格低廉，电池功用安稳。
日本SEIKOEPSONCORP于2001年4月27日揭露了JP2001119052半导体和太阳能电池及其制备办法。传统的湿型太阳能电池在氧化钛电极中包含染料，关于吸收波长十分灵敏，可是因为TiO2会分化这些有机染料，它的寿数达不到有用的要求。本专利将锐钛矿型TiO2微粒烧结成多孔TiO2半导体，还包含杂质铬或钒，处理了这个问题。
日本KANEKOMASAHARU于2003年6月24日揭露了染料敏化太阳能电池及TiO2薄膜和电极的制备办法，供给了一种制备多孔TiO2薄膜的喷涂分化办法，适用性和生产率都得到保证，运用这种薄膜作太阳电池的电极能够进步了太阳电池的能量转化率。详细办法是将一种钛混合物添加到TiO2溶胶溶液中，得到一种原资料溶液，或将非晶TiO2溶胶溶液和锐钛矿TiO2溶胶水溶液混合得到另一种原资料溶液。间歇地将这两种质料溶液喷涂到基底上，在高温下热分化钛混合物，在基底上构成TiO2多孔薄膜。在通明电极和TiO2多孔薄膜之间用有机钛混合物为原资料制备一层密实的TiO2缓冲膜。
希腊LIANOSPANAGIOTIS于2004年11月4日揭露了WO2004095481用纳米结构有机无机资料制造的电化学太阳能电池，描绘了一种固态光电化学太阳电池的结构，包含纳米有机－无机资料的薄膜，能够将太阳能转化为电能。电池的首要组成部分包含：（1）商用通明导电玻璃；（2）通明的TiO2薄膜，钌有机金属混合物作为光敏剂；（3）由纳米结构的有机－无机资料制备的固态凝胶电解液层；（4）作为阳极的商用导电玻璃，能够淀积一层铂。
运用远景
纳米TiO2太阳能电池有着能够与传统固态光伏电池相媲美的高光电转化率，加之价格低廉，使这种电池具有宽广的远景和潜在的商业价值。尽管此类太阳能电池还存在一些问题，仍需进一步深入研讨。可是，纳米太阳能电池以其高效贱价无污染的巨大优势应战未来，咱们信任，跟着科技开展，研讨推动，这种太阳能电池运用远景宽广无限。
