染料敏化太陽電池主要是模仿光合作用原理，具有類似三明治的結(jié)構(gòu)，將納米二氧化鈦燒結(jié)在導(dǎo)電玻璃上，再將光敏染料鑲嵌在多孔納米二氧化鈦表面形成工作電極，在工作電極和對電極之間是含有氧化還原物質(zhì)對的液體電解質(zhì)，它浸入納米二氧化鈦的孔穴與光敏染料接觸。在入射光的照射下，鑲嵌在納米二氧化鈦表面的光敏染料吸收光子，躍遷到激發(fā)態(tài)，然后向二氧化鈦的導(dǎo)帶注入電子，染料成為氧化鈦的正離子，電子通過外電路形成電流到對電極，染料正離子接受電解質(zhì)溶液中還原劑的電子，還原為最初染料，而電解質(zhì)中的氧化劑擴散到對電極得到電子而使還原劑得到再生，形成一個完整的循環(huán)，在整個過程中，表觀上化學(xué)物質(zhì)沒有發(fā)生變化，而光能轉(zhuǎn)化成了電能。

早在1976年，日本就開展了染料敏化太陽能電池的相關(guān)研究，近10年來，美國、中國臺灣、德國等國家和地區(qū)也相繼持續(xù)投入染料敏化太陽能電池的研究，有的實驗室效率已經(jīng)超過了11%。這種電池的突出優(yōu)點是高效率、低成本、制備簡單，因此有望成為傳統(tǒng)硅基太陽能電池的有力競爭者。

（國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司）