在上图的结构中，染料敏化太阳能电池与传统P-N太阳能电池不同，它对光的捕获和电荷的传输是分开的。TiO2的禁带较宽，不能直接吸收太阳的可见光，于是在上面附着一层对可见光吸收良好的染料作为光敏剂。其光电转换机理过程如下[5]：
① 太阳光(hµ)照射到电池上，基态染料分子(D)吸收太阳光能量被激发，染料分子中的电子受激跃迁到激发态，染料分子因失去电子变成氧化态。(D*)D+hµ --D* (染料激发) ；               
② 激发态的电子快速注入到TiO2导带中。D*+TiO2 --e- (TiO2导带)+ 氧化态染料 (光电流产生) ；
③ 注入到TiO2导带中的电子在TiO2膜中的传输非常迅速，可以瞬间到达膜与导电玻璃的接触面，并在导电基片上富集,通过外电路流向对电极；
④ 同时，处于氧化态的染料分子，由电解质(I-/I3-)溶液中的电子供体(I-)提供电子而回到基态，染料分子得以再生。氧化态染料+还原态电解质 --D + 氧化态电解质 (染料还原) ；
⑤ 电解质溶液中的电子供体(I-)在提供电子以后(I3-),扩散到对电极,得到电子而还原氧化态电解质+e- (阴极) --还原态电解质 (电解质还原)  ；      
⑥ 注入到TiO2导带中的电子与氧化态的染料发生复合反应。氧化态染料+e- (TiO2导带) --D (电子复合)  ；        
⑦ 注入到TiO2导带中的电子与电解液中的I3-发生复合反应。氧化态电解质+e- (TiO2导带) --还原态电解质 (暗电流)  ；      
将已经制得的二氧化钛胶体均匀地涂抹在事先准备好的FTO导电玻璃上，放入程控式电炉中，升温到400℃烧结12到24小时后，冷却到70℃左右取出。将取出的二氧化钛浸泡到染料溶液中，浸泡时间为12到24小时。到时间后取出，先用乙醇溶液轻轻冲洗干净，用电吹风吹干，然后在二氧化钛表面上滴加数滴电解质溶液，将其作为阳极，反电极作阴极，用胶水将其四周封装，稍干后，用胶粘剂再在四周封装一遍。最后，将其表面擦洗干净，这样，一个电池就组装成功。
阴极在染料敏化太阳能电池中也发挥着重要的作用。染料敏化太阳能电池在实际的工作中，由于有电流通过阴极，造成极化现象，形成超电势，引起电势的损失，降低了电池的性能。阴极的材料、表面状态、电流密度、温度、电解质的性质和浓度以及溶液中的杂质等都成为影响超电势的因素。为了尽可能地减少超电势引起的电势损失，需要综合考虑各种因素的影响。
阴极的制备一般用导电玻璃片作为基体，采用不同方法镀上石墨、铂或导电聚合物等不同材料，其中镀铂的效果较好。镀铂


本生物化学毕业设计“染料敏化太阳能电池中反电极制备及器件光伏性能研究”论文由清风毕业设计网[www.lunwen550.com]征集整理！