染料光敏化剂

在染料敏化半导体太阳能电池中，由于一些宽隙的半导体（如TiO2）的禁带宽度相当于紫外区的能量，因而捕获太阳光的能力非常差，无法将其直接用于太阳能的转换。因此人们寻找到一些可以与这些宽隙半导体的导带和价带能量匹配的染料，使其吸附在半导体的表面上，利用染料对可见光的强吸收从而将体系的光谱响应延伸到可见区，这种现象就叫做半导体的染料光敏化作用，而具有这种特性的染料就叫做染料光敏化剂，又叫光敏化染料。

高性能的敏化剂需要具有以下特点：

(1) 能紧密吸附在TiO2表面，要求染料分子中含有羧基、羟基等极性基团；

(2) 对可见光的吸收性能好，在整个太阳光光谱范围内都应有较强的吸收；

(3) 染料分子应该具有比电解质中的氧化还原电对更正的氧化还原电势；

(4) 染料在长期光照下具有良好的化学稳定性，能够完成108次循环反应；

(5) 染料的氧化态和激发态要有较高的稳定性；

(6)激发态能级与TiO2导带能级匹配，激发态的能级高于TiO2导带能级，保证电子的快速注入；

(7) 染料分子能溶解于与半导体共存的溶剂。

金属钌（Ru）的联吡啶配合物系列、金属锇（Os）的联吡啶配合物系列、酞菁和菁类系列、卟啉系列、叶绿素及其衍生物等都可作为光敏化染料。