1. 论文选题的目的和意义

1.由于对于常规化石燃料的无节制使用和二十世纪七十年代发生的两次石油危机，人们越来越认识到化石燃料资源迟早会消耗殆尽。根据我国现已探明可开采的化石能源储量的统计和使用这些能源的速度，可以预计，煤可以应用的时间约为54-81年，石油为15-20年，天然气的时间28-58年，核燃料使用的时间也不会超过百年，前一个数字是预测的估计，后一个数字是保守的估计。因此找到一条可持续发展的包括太阳能在内的可再生能源等的新出路，将是我们避免人类能源短缺与枯竭的紧迫任务。八十年代人们进一步认识到，化石燃料对环境的严重污染所导致的生态破坏、地球温室效应等正日趋严重地威胁着人类的生存。因此，新型能源的开发和利用开始进入到研究者的眼中，大力发展可再生能源，用新型能源代替传统的化石能源等常规能源，是对于人类自身生产和世界经济可持续发展的保障。

太阳能作为新能源和可再生能源的一种，是取之不尽、用之不竭的洁净能源。开发利用太阳能，对于节约常规能源、保护自然环境、促进经济发展和提高人民生活都有极为重要的意义，太阳能的技术有着不可小视的发展前景。

染料敏化太阳能电池作为新型太阳能电池，凭借着高效率、低成本、制备简单等优点成为最有前景的新型太阳能电池之一。而使用温度过高对其效率等造成一定的影响，所以预测并控制化太阳能电池的工作温度非常重要。

2. 国内外关于该论题的研究现状

本文根据染料敏化太阳能电池的结构和工作原理，通过fluent软件建立数学模型，再通过实验对染料敏化太阳能电池的热效应进行分析。

太阳能电池技术发展很快，按研发时间先后：第一代太阳能电池是晶硅类（单晶硅和多晶硅），第二代是基于薄膜材料的太阳电池（非晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池、碲化镉以及铜铟硒薄膜电池），第三代太阳电池必须具有以下条件：薄膜化，转换效率高，原料丰富且无毒（色素增感太阳能电池或称染料敏化电池等）。而染料敏化电池作为一种新型的太阳电池，它不仅能很好地解决能源减少的问题，而且避免了对环境的污染。相对于其他太阳能电池，染料敏化太阳能电池还具有原材料丰富、加工容易以及价格便宜等特点，更加有利于生产和生活中的大面积应用。

在20世纪的90年代的初期，由瑞士洛桑联邦高等技术学院的Gratzal教授为主的研究小组首次发现了以纳米二氧化钛金属薄膜作为光阳极的染料敏化太阳能电池，之后到现在的20多年的时间里，已经引起了各国研究者们的关注与研究。DSSC发展到现在，其光电转换效率已经达到了13%，但是影响其效率的因素有很多种，例如温度的过高，对电池的效率就有着直接的关系。

根据工作的环境的不同，DSSC的温度范围分布于0到100℃之间， Petterson研究了在室内的条件下，工作条件温度对DSSC长期稳定性的影响，得出了在50℃之下，电池的性能没有被受到影响，而当其温度达到了50℃之上的时候，电池开始退化，主要是由于开路电压减小了；Sebastian也同样研究了DSSC类似的温度性能影响。

Semmeling和Sastrawan对DSSC做过加速老化的实验，实验的结果显示，如果电池的储蓄温度达到了85℃，将会直接导致其转换效率，但是当温度降低了之后，受到光照的这个DSSC又回到了之前的效率，这个过程伴随着温度的变化而可逆。同时，电池接受太阳光的全照射，会使其温度逐渐的升高，温度的过高对其性能的退化有影响。Hinsch的研究表明，温度的过高会对电池的热应力产生变化，从而对电池的长期稳定性埋下了隐患，电解质由于温度过高也会发生化学变化。

Macht和Junghanel对电池的性能退化做了研究，发现虽然温度不是直接影响其变化的原因，但是过高的温度造成了其他的因素，例如电解质中的碘离子的缺失等，从而改变其性能。Berginc的发现指出，由离子液体作为电解质的DSSC，受到温度的影响，因为温度会使电解质的浓度、电子的扩散速度、电子的运输速度及电导率等受到影响，从而使电池的性能降低。Tributsch、Grunwald也提出了温度强烈影响着染料的化学稳定性。
另外，温度的变化可能也会影响着DSSC的反应的动力学速率常数，同时对电解质的离子迁移率、扩散率以及电导率有着影响。

2. 研究的基本内容与方案

1．基本内容与目标