基金项目：国家自然科学基金资助项目（No.50082003）；福建省国际合作项目（No.2001I006）；福建省自然科学基金资助项目（No.E0110026）太阳能电池具有以下优点：清洁、安全、广泛、长寿命和免维护、实用、资源的充足及潜在的经济性等。正是由于太阳能电池具有如此多的优点，它一直倍受世界各国的关注。以瑞士洛桑高等工业学院M.Gratzel教授为首的研究小组，一直致力于寻找以过渡金属Ru以及Os等有机化合物为染料，以纳米TiO2多孔膜为半导体电极，并选择适当的氧化-还原电解质为介质制成一种新型纳米晶太阳能电池（通称NanocrystallinePhotovolaticCells，简称NPC电池）。NPC电池中的TiO2的禁带竟度为3.2eV，可见光不能将它激发。为了能吸收可见光，于是在TiO2膜表面吸附上一层染料光敏剂来吸收更宽的可见光。当太阳光照射在染料上，染料分子中的电子受激发跃迁至激发态，由于激发态不稳定，并且染料与TiO2纳米膜接触，电子注入到TiO2导带中，此时染料分子变为氧化态。注入到TiO2导带中的电子然后进入导电基底，最终通过外回路流向阴极，形成光电流。氧化态的染料分子被I-还原为基态，电解质中的I3-被从阴极进入的电子还原成I-，这样就芫成一个光电化学反应循环。
但是电解质溶液中的I3-易与TiO2导带中的电子发生反应，产生暗电流，降低了电池的开路电压。
笔者通过在阴极导电玻璃上镀上具有催化性能的白金和镍，涂敷上碳膜来提高电池的光电性能。
1，一个RuL2（SCN）2分子中含有四个羧基，它与TiO2的结合正是依靠羧基来形成C―O―Ti键，并且靠它们把电子从染料激发态传送到TiO2的导带上。为染料RuL2（SCN）2的吸收光谱，从图中可知这种染料在可见光区有很强的吸收。可见光区的吸收峰（532nm和392.5nm）来自金属-配位体的电荷转移（MLCT跃迁，紫外区有一个吸收峰，即312（未表示在图中）是配位体间的n-n电子转移跃迁。
2.2阴极修饰对NPC电池性能的改进npc电池中，为了得到高的光电流，必须有高的光捕获效率（lhe（1）x电子注入量子效率（0）及注入电子在后接触面上的收集效率（成）；为了得到高的开路电压，必须降低电池中的暗反应（TiO2导带上电子直接与电解质中的I3-发生反应：l3-+2ecb-（TiO2）―3I-）的产生。光电转化效率定义为入射单色光子-电子转化效率（monochromaticincident photon-to-electronconversionefficiency‘IPCE），又定义为外电路中产生电子数（凡）与总的入射单色光子数之比。
为NPC电池中阴极为白金电极（PEX镍电石墨电极（GE）以及未经修饰的导电玻璃所组装成电池后的光电流作用谱。从谱图中可以看出，阴极经白金、镍和石墨修饰后，电池的IPCE均提高不少。阴极未经修饰时，从谱图中可以看出电池在可见光区有很强的吸收，红外光区吸收特别少，几乎为零，电池的IPCE在波长为560nm处为最大，但仅为阴极修饰前后电池的光电流作用谱759%.其光电流作用谱和染料RuL2（SCN）2的吸收光谱重合得非常好，但是单色光电转化率的极大值并不在吸收峰最高位置（532nm），而是红移了，这可能是染料与TiO2的某种键合作用。阴极经白金和石墨修饰后，光电流作用谱和阴极未经修饰前电池的光电流作用谱极其相似，同样在波长为560nm处IPCE为最大，且分别上升至4832%和1892%.这是因为，阴极导电玻璃上的白金和石墨的催化作用，加大了染料的敏化态电子注入到半导体TiO2的导带中的注入量子效率（知），于是电池阴极经白金和石墨修饰后电池的光电流提高。电池中的阴极经镍修饰后，电池的光电流也同样有提高，并且比石墨性能更好。但从图中可以看出，这种情况下的光电流作用谱图与其他三种情况下的谱图不芫全一样，它在光波长为460nm处时电池的IPCE最大，为41.80%，比其他情况均高，而在560nm处的IPCE次之，为41.19%.IPCE的升高是因为镍的催化作用，提高了电池中的注入量子效率（一），但实验中发现，镍会与电解中的I3-慢慢反应，正是这个反应使电池的光电流图图形发生了变化。由于镍会与电解中的I3-发生反应，限制了其在NPC电池中的应用。
为阴极修饰前后NPC电池的伏安曲线图廉1为阴极修饰对NPC电池性能的影响。从中可以表1阴极修饰对NPC电池性能的影响Tab.电极未修饰电极（BE）白金电极（PE）镍电极（NE）石墨电极（GE）看出，电池中的阴极经白金、镍3和石墨的性能均提高。短路电流（is.）分别从0 91mA上升至越大，电池在白光照射下所产生的短路电流越大。电池中的阴极经白金和石墨修饰后，开路电压（V）从478mV上升至571mV和510mV，这是因为阴极上的白金和石墨加大了I3-与阴极上电子的反应速率，降低了暗反应，所以提高了电池的开路电压。而阴极经镍修饰后，电池的开路电压下降至468mV这是因为电解质中的I3-腐蚀镍的缘故。另外，从图中可以看出，阴极经白金、镍和石墨修饰后，电池的填充因子（f=-（Pm：最大输出功率））均提高，从0.09分别上升至047、0.15和0.23.这是因为阴极经这三种物质修饰后，电池的内阻减小，提高了电池的填充因子。
李鸿年。电镀工艺手册。上海：上海科学技术出版社，1988.259.丹尼斯K，萨奇TE.镀镍和镀铬。北京：科学技术出版社，1992.91.田小平，魏铁林译。太阳光发电。北京：新时代出版社，1987.156.（编辑：尚木）
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