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太阳能被誉为能够从根本上解决能源危机和环境问题的理想能源。染料敏化太阳能电池(DSSC)以廉价、高效等特点吸引了各国科学家的广泛研究,天然染料的运用已经成为DSSC发展的一种趋势。藻胆体作为红藻和蓝藻光合作用的捕光天线,与敏化剂具有相同的作用,保持藻胆体长期稳定是藻胆体作为敏化剂的前提和基础。本论文对影响藻胆体稳定的各种因素,肽表面活性剂稳定藻胆体,以及藻胆体耦合Chlorine6 DSSC的光电性能进行了研究。
通过蔗糖密度梯度超速离心成功地从钝顶螺旋藻中分离出藻胆体,并研究了溶液pH值、磷酸盐浓度和藻胆蛋白浓度等对藻胆体稳定性的影响。研究表明,藻胆体稳定的最适条件为:pH7.01.0mol/L磷酸盐缓冲液,高蛋白浓度有利于藻胆体的稳定。
研究了两性离子表面活性剂A6K—COOH、阳离子表面活性剂A6K-CONH2和阴离子表面活性剂A6D-COOH对藻胆体稳定性的影响。结果表明,低浓度的肽表面活性剂对藻胆体的结构具有良好的稳定作用,形成胶束以后肽表面活性剂对藻胆体的能量传递效率的降低有较好的抑制作用。肽表面活性剂在5xCMC浓度下能够较好地提高藻胆体的热稳定性,三种肽表面活性剂中A6K-CONH2更有利于提高藻胆体的热稳定性。
优化ZnO晶种生成的条件,采用水热法在掺杂氟氧化锡(SnO2:F,FTO)导电玻璃上合成了锐锌型(zincite,syn)ZnO纳米线。实验发现1mmol/L乙酸锌乙醇溶液为前驱体,引晶(seeding)5次,350℃热处理(annealing)3次生成的ZnO晶种(seeds)在FTO玻璃表面分布均匀,粒径30～40nm；长成的ZnO纳米线的直径为100～150nm,长3～4μm,具有良好的透光性。
采用钝顶螺旋藻藻胆体耦合Chlorin e6作为敏化剂,TiO2薄膜和ZnO纳米线分别为光电极组装染料敏化太阳能电池,研究其光电特性。结果表明,Chlorin e6的敏化性能优于藻胆体；藻胆体耦合Chlorin e6能够显著的提高DSSC的光电性能,以TiO2薄膜为光电极组装的DSSC的短路电流、开路电压、填充因子和光电转化效率分别为0.33mA/cm2、0.71V、0.16、0.037％,与Chlorin e6单独敏化相比分别增加了44％、0.04V、81％和1.6倍。耦合作用扩展了DSSC的光谱响应范围,提高了电池的光电转化效率。