[发明专利]能量供体增强的染料敏化太阳能电池(DSC)、制造DSC的方法以及使用DSC产生光电流的方法

权利要求书

1.一种能量供体增强的染料敏化太阳能电池(DSC)，所述DSC包括：

透明基板；

在所述透明基板上的透明导电氧化物(TCO)膜；

用染料(D1)敏化的在所述TCO膜上的n型半导体层；

氧化还原电解质，其与敏化的n型半导体层接触，并且包含溶解于所述氧化还原电解质中的能量供体材料(ED1)；

在所述氧化还原电解质上的对电极；并且，

其中所述染料(D1)能够在所述n型半导体的表面进行电荷转移，并且具有在第一波长(A1)下的第一吸光度局部最大值和在比所述第一波长长的第二波长(A2)下的第二吸光度局部最大值；并且，

其中所述能量供体材料(ED1)能够进行向所述染料(D1)的非辐射能量转移，具有在介于所述第一波长(A1)和所述第二波长(A2)之间的第三波长(A3)下的第三吸光度局部最大值，以及在所述第三波长(A3)和所述第二波长(A2)之间的第一光发射局部最大值。

2.根据权利要求1所述的DSC，其中所述染料(D1)包含卟啉材料。

3.根据权利要求2所述的DSC，其中所述卟啉材料是通过与过渡金属配位得到的金属卟啉。

4.根据权利要求3所述的DSC，其中所述金属卟啉是锌卟啉(ZnP)。

5.根据权利要求1所述的DSC，其中所述能量供体材料(ED1)包括选自由下列各项组成的组的材料：苝-单酰亚胺材料和化学改性的苝-单酰亚胺材料。

6.根据权利要求5所述的DSC，其中所述苝-单酰亚胺材料是1，6，9-三-(4-叔丁基苯氧基)-N-(2，6-二异丙基苯基)苝-3，4-二甲酰亚胺(TTBPP)。

7.根据权利要求1所述的DSC，其中所述染料(D1)对所述n型半导体层功能化。

8.根据权利要求1所述的DSC，其中所述氧化还原电解质处于选自由下列各项组成的组的形式：液体、固体、半固体、离子液体，以及上述形式的组合。

9.根据权利要求1所述的DSC，其中所述n型半导体层选自由下列各项组成的组：钛的金属氧化物(TiO₂)、铝的金属氧化物(Al₂O₃)、锡的金属氧化物(SnO₂)、镁的金属氧化物(MgO)、钨的金属氧化物(WO₃)、铌的金属氧化物(Nb₂O₅)，以及包含多于一种金属的混合金属氧化物。

10.根据权利要求1所述的DSC，其中所述n型半导体层具有选自由下列各项组成的组的形式：纳米粒子、纳米管、纳米棒、纳米线，以及上述形态的组合。

11.根据权利要求1所述的DSC，所述DSC还包括：

在所述TCO膜和共敏化n型半导体层之间插入的阻挡层。

12.根据权利要求1所述的DSC，其中所述DSC具有在所述第一波长(A1)下的第一入射光到电流转换效率(IPCE)、在所述第二波长(A2)下的第二IPCE、和在所述第三波长(A3)下的第三IPCE；并且，

其中含有所述能量供体材料(ED1)的所述DSC具有在所述第三波长(A3)下的大于所述第三IPCE的第四IPCE。