光伏储能二次电池一体化研究

太阳能电池受气候及日夜更替的影响，不能全天候产生电流，因此需要搭配二次电池作为储能设施，例如铅酸蓄电池、锂离子电池等，但结构复杂，不便使用，体积大，成本高。本课题计划利用染料敏化太阳能电池的光电池结构特点，设计一种新型储能染料敏化太阳能电池，将染料敏化太阳能电池与锂离子电池合二为一，既能够吸收光能并转换为电能，同时还可以依靠自身进行储能（充电）。在无光照的情况下，可以给外电路继续供电（放电）。本项目克服了将光伏电池与储能电池两种体系进行匹配的复杂设计，将二者有机结合实现一体化，简化了结构，使用方便，有利于降低成本，故本项目的研究既具有理论价值也具有实际意义。

为了将光伏电池与二次电池结合一体化，项目主要研究1）光伏电池系统，其中涉及有机光伏电池，染料敏化太阳能电池以及有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，通过研究其中的光电转换机理，探索如何进一步提高光伏器件的能量转换效率，钙钛矿太阳能电池效率最高达到16.5%；2）氧化还原反应（充放电）体系，实际上就是二次电池的正电极过程，通过研究有机小分子空穴传输材料，噻吩衍生物及有机二硫化物及其导电聚合物掺杂的体系的氧化还原过程，既可以作为光伏电池的空穴传输体系又可以承担二次电池的正电极（阳极）；3）光伏电池与充放电体系的集成。具体采用FTO或者ITO作为透明电极，纳米TiO2作为光阳极，采用能够发生氧化还原反应的小分子二硫化物等作为电池的正极材料与光阴极。