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    電化學的基本工作原理簡介
    點擊次數:5171 更新時間:2018-06-21
       電化學的基本工作原理簡介
      電化學方法作為一種具有簡便、快速、準確、靈敏度高等優點的分析檢測及表征手段,在科研和生產中占據著較為重要的地位。電化學儀器已在分析實驗室中廣泛應用。但目前國內分析儀器,尤其是高精尖分析儀器,較大份額仍然依賴進口,一些急需的儀器尚屬空白。因此進一步開發具有我國自主知識產權的新型電化學傳感器、檢測器和功能聯用接口儀器是當前科技生產的迫切需求。
      隨著人類的工業文明得以迅猛發展,由此引發的能源危機和環境污染成為急待解決的嚴重問題,利用和轉換太陽能是解決世界范圍內的能源危機和環境問題的一條重要途徑。世界上認識到光電化學轉換太陽能為電能可能實現的是在1839年發現涂布了鹵化銀顆粒的金屬電極在電解液中產生了光電流,先后提出和建立了一系列有關光電化學能量轉換的基本概念和理論,開辟了光電化學研究的新領域。
      光電化學池即通過光陽板吸收太陽能并將光能轉化為電能。光陽板通常為光半導體材料,受光激發可以產生電子——空穴對,光陽極和對極(陰極)組成光電化學池,在電解質存在下光陽極吸光后在半導體帶上產生的電子通過外電路流向對極,水中的質子從對極上接受電子產生氫氣。
      光電化學池中染料敏化納米晶光電化學電池以其低成本和率而成為硅太陽能電池的有力競爭者。染料敏化太陽電池主要由透明導電玻璃、TiO2多孔納米膜、電解質溶液以及鍍鉑鏡對電極構成的“三明治”式結構。與p-n結固態太陽能電池不同的是,在染料敏化太陽電池中光的吸收和光生電荷的分離是分開的。染料敏化太陽能電池(DSSC)是由二氧化鈦多孔膜、光敏化劑(染料)、電解質(含氧化還原電對)、鍍鉑對電極及導電基板組成的夾層結構。
      光電化學池中染料敏化納米晶光電化學電池其基本工作原理是:在染料分子的激發態、TiO2導帶、SnO2(導電玻璃)導帶、Pt(對電極)功函之間存在著一個能級梯度差,當染料分子吸收太陽光其中基態的電子受光激發躍遷到染料激發態能級后,在能級差的驅動下,電子將會迅速轉移到TiO2導帶中,經納米晶TiO2膜空間網格的輸運進入到SnO2導帶,后經外路到達對電極,并與氧化還原電對進行電子交換后,依靠氧化還原電對在氧化態染料和對電極間完成電子轉移,從而實現整個光電循環。
      電化學是研究電和化學反應相互關系的科學。電和化學反應相互作用可通過電池來完成,也可利用高壓靜電放電來實現,二者統稱電化學,后者為電化學的一個分支,稱放電化學。因而電化學往往專指“電池的科學”。
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