研究目的
通过使用靛蓝和指甲花醌这两种吸收太阳光谱互补区域光线的天然色素进行共敏化，研究甜菜碱太阳能电池的性能提升。
研究成果
研究表明，甜菜碱与劳森和靛蓝共敏化通过拓宽吸收光谱提高了染料敏化太阳能电池的效率。与甜菜碱/靛蓝太阳能电池相比，甜菜碱/劳森共敏化太阳能电池表现出更高的平均效率和更长的电子寿命，这归因于劳森中更优化的能级排列和高效的电荷转移。
研究不足
该研究的局限性在于天然染料敏化太阳能电池的效率相对较低，不及合成染料。天然染料太阳能电池的稳定性和使用寿命有待提升，特别是在抑制TiO2对天然光敏剂的催化降解方面。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过靛蓝和指甲花醌与甜菜碱共敏化太阳能电池，以增强对整个太阳光谱的光捕获能力。采用密度泛函理论（DFT）模拟验证了色素分子的HOMO和LUMO能级与二氧化钛导带及电解质氧化还原电位的最佳匹配。
2：样本选择与数据来源：
天然染料（甜菜碱、靛蓝和指甲花醌）从植物原料中提取，评估了使用这些染料制备的太阳能电池性能。
3：实验设备与材料清单：
FTO基底、二氧化钛浆料、铂涂层FTO基底、凝胶电解质（碘化锂/碘溶于N-甲基-2-吡咯烷酮并与聚偏二氟乙烯混合）、岛津UV-2400 PC系列分光光度计、Bio-Logic电化学工作站、Newport公司太阳光模拟器、Keithley 2440 5A源表。
4：实验步骤与操作流程：
以涂覆二氧化钛浆料的FTO基底制备光阳极，经天然染料敏化后，与铂涂层FTO对电极及凝胶电解质组装成电池，在1倍太阳光强下测量性能特性。
5：数据分析方法：
通过J-V特性曲线、P-V特性曲线和电化学阻抗谱（EIS）分析太阳能电池性能，以了解电子寿命和内部电阻。
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Shimadzu UV-2400 PC series spectrophotometer
UV-2400 PC
Shimadzu
Used for measuring the absorption characteristics of dyes.
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FTO substrates
15 mm × 15 mm × 1.1 mm
Solaronix
Used as conductive substrates for photoanodes in dye-sensitized solar cells.
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Newport Corporation solar simulator
Oriel Class AAA
Newport Corporation
Used to simulate solar illumination for testing solar cells.
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Keithley 2440 5A source meter
2440 5A
Keithley, Inc.
Used to obtain the current density?voltage characteristics of the solar cells.
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