醇溶液 中18小时。对于共敏化DSC来说，在室温下将基板浸渍在由ZnP(0.ImM)和BD(0.ImM或 0. 4mM)的混合物（而没有DCA)组成的乙醇溶液中18小时。
[0117] 光吸收测量：在375-900nm对敏化的（ZnP:DCA，BD:DCA)和共敏化的 (ZnP:BD)Ti02S板进行测量。
[0118]DSC制造：使用热不稳定性塑料作为密封剂将铂对电极附至染料敏化TiO2基板。 将铝蒸发为对电极。将DSC用三碘化物系电解质（1713_氧化还原体系）填充并且随后密 封。除了染料吸附（18h)之外，在同一天进行DSC制造和所有相应光学和光伏测量。
[0119] 图17是描绘单独吸附至透明1102基板上的ZnP和BD的375-900nm的光吸收光 谱的图表。将ZnP和BD各自与DCA从相同的溶液中以1: 1摩尔比共吸附至1102上[y轴： 以任意单位（au)表示的吸光度；X轴：以纳米（nm)表示的波长]。出于比较目的，给出了与 (l)ZnP+DCA(l: 1摩尔比）和（2)黑染料（BD)+DCA(1 : 1摩尔比）共吸附的TiO2膜的光 吸收光谱。如在本文中所使用的，"共敏化"是通过用2种（以上）不相同但光学活性的增 感剂材料将n型半导体功能化来提高光收获能力的方法。或者说，"共敏化"意指多种染料， 在此情况下为ZnP和BD，能够在n型半导体（TiO2)表面进行电荷转移。相比之下，"共吸 附"仅仅是指通过用2种（以上）溶解于溶液中的不相同部分处理来将n型半导体功能化 而进行的物理过程。ZnP和BD敏化的1102基板的吸收光谱是使用ZnP或BD作为主要增感 剂制造的DSC中TiO2表面的化学特性的典型代表。如之前提到的，通常将DCA(或类似的） 加入至染料溶液中，以便抑制聚集体的形成和/或屏蔽TiO2中来自氧化还原对的电子。通 常，吸附在TiO2上的ZnP在对应于卟啉Soret带（~425-525nm)和Q带（~575-700nm) 以及~725nm以上的仅残余吸收的波长区域内展现出强吸光度。相比之下，BD显示出沿着 整个可见光区域和超过SOOnm的宽、稳健的吸收特征，尽管吸光度是较低的。
[0120] 图18是描绘分别吸附至透明1102基板上的ZnP、BD、和ZnP:BD(I: 1)的 375-900nm的光吸收光谱的图表。ZnP和BD各自与DCA从相同的溶液中以I: 1摩尔比 共吸附至1102上。对于ZnP:BD来说，在没有DCA的情况下ZnP和BD从相同的溶液中以 I: 1摩尔比共吸附至TiO2上。[y轴：以任意单位（au)表示的吸光度；X轴：以纳米（nm) 表示的波长]。光吸收数据表明，如示出的，尽管事实是ZnP和BD以等量摩尔浓度存在于 混合染料溶液中，TiO2表面主要受特征性的卟啉吸收特征支配。为了比较，在同一图中给出 了ZnP和BD敏化的TiO2 (对照）基板的光吸收光谱。不出意外地，借助如由IPCE光谱（未 示出）所示的卟啉行为的主导地位，相应的DSC原型证实了光学实验，尽管来自双增感剂装 置的整体DSC性能没有被损害。然而，由初步观察可以得出两个重要的结论。首先，显而易 见的是，至少在混合染料溶液中的浓度为一比一（ZnP:BD=I: 1)的情况下，ZnP的吸 附速率大于BD的吸附速率。更重要的是，来自含有共吸附的ZnP和BD的DSC原型的结果 表明，每种染料的光伏性能不受另一种的存在的负面影响。考虑到光激发态的能量上有利 的失活在多发色团体系中不常出现的事实，这个结果是偶然的。如以下将讨论的，利用ZnP 和BD以适合的浓度和比率的策略性的共敏化提供有利的协同效应，或非常简单地，起到有 效地使彼此"增强"的功能。
[0121] 图19是描绘吸附至透明1102基板上的ZnP、BD、和ZnP:BD(1 : 4)的375-900nm 的光吸收光谱的图表。将ZnP和BD各自与DCA从相同的溶液中以I: 1摩尔比共吸附至 打02上。对于ZnP:BD来说，在没有DCA的情况下将ZnP和BD从相同的溶液中以1 : 4 摩尔比共吸附至TiO2上。[y轴：以任意单位（au)表示的吸光度；X轴：以纳米（nm)表示的 波长]。合理的是，黑染料浓度的增加将会补偿BD相对于ZnP较慢的吸附动力学。在该图 中示出了共敏化的TiO2基板（ZnP:BD= 1 : 4)的光吸收光谱。为了比较，在同一图中 给出了ZnP和BD敏化的TiO2 (对照）基板的光吸收光谱。
[0122] 如在图19中所示，可以认为共敏化的ZnP和BD(ZnP:BD=I: 4)Ti02基板的 光吸收光谱是来自单独敏化的ZnP和BD基板的那些的混合体。这种观察清楚表明，共敏化 的1102基板的吸收光谱代表了来自显著量的ZnP和BD二者的贡献。
[0123] 图20是描绘由ZnP、BD、和ZnP:BD(1 : 4)敏化的TiO2基板制造的DSC的 300-900nm的入射光子到电流转换效率（IPCE)光谱的图表。将ZnP和BD各自与DCA从相 同的溶液中以I: 1摩尔比共吸附至TiO2I。对于ZnP:BD来说，在没有DCA的情况下将 ZnP和BD从相同的溶液中以1 : 4摩尔比共吸附至TiO2上。[y轴：IPCE是百分数（％);x 轴：以纳米（nm)表示的波长]。该图描绘了其光吸收光谱在图19给出的DSC原型的IPCE 光谱。
[0124] 如可以从图20中看到的，由用ZnP和BD(1 : 4)的混合物共敏化的TiO2基板制 造的DSC原型的光伏性能优于由ZnP或BD制备的那些。此外，
[0125] 共敏化DSC(ZnP:BD= 1 : 4)的IPCE光谱的形状与光吸收数据（图19) 一致的 事实进一步证实了来自共敏化的协同效应。值得注意的是这样的事实：尽管当吸附在TiO2 上时ZnP在750nm以上展现出可忽略的吸收，其在共敏化的TiO2膜中与BD的共存导致增 加的红色光子吸收，这解释为在原始BD的波长范围之外的增强的DSC性能。
[0126] 图21是描绘由ZnP、BD、和ZnP:BD(1 : 4)敏化的TiO2基板制造的DSC的I-V 特性的图表。将ZnP和BD各自与DCA从相同的溶液中以I: 1摩尔比共吸附至TiO2上。 对于ZnP:BD来说，在没有DCA的情况下将ZnP和BD从相同的溶液中以I: 4摩尔比共 吸附至TiO2上。I-V曲线对应于其IPCE光谱在图20中给出的DSC。[y轴：以安培（A)表 示的电流⑴；X轴：以伏特（V)表示的电压]。
[0127] 在图21中给出的由ZnP、BD和ZnP:BD敏化的TiO2基板制造的DSC的I-V特征 也总结在表1中。如可以从图21中的I-V曲线和表1中的总结看到的，相对于使用由ZnP 或BD单独敏化的1102电极制造的装置，由共敏化的（ZnP:BD=I: 4)DSC显示出Jsc的 明显增加，就来自共敏化DSC中两种染料对光电流的明显的单独贡献而言这是合理的。
[0128]表1
[0129]
[0130] 图22是说明一种用于制造共敏化的染料敏化太阳能电池的方法的流程图。尽管 为了清楚而将该方法描绘为编号的步骤的工序，编号并非必须表示步骤的顺序。应该理解 的是，这些步骤中的一些可以略过，平行进行，或者在不需要维持严格的工序顺序的情况下 进行。然而，总体而言，该方法遵循所描绘的步骤的数字顺序。该方法在步骤900开始。
[0131] 步骤902提供透明基板。步骤904形成在所述透明基板上的透明导电氧化物（TCO) 膜。步骤906形成在所述TCO上的n型半导体层。任选地，在一个方面中，步骤905形成在 TCO膜和共敏化半导体之间插入的阻挡层。步骤908将n型半导体层暴露于溶解的第一染 料（Dl)和溶解的第二染料（D2)。第一染料（Dl)具有在第一波长（Al)下的第一吸光度局 部最大值和在比第一波长长的第二波长（A2)下的第二吸光度局部最大值。第二染料（D2) 具有在介于第一波长（Al)和第二波长（A2)之间的第三波长（A3)下的第三吸光度局部最 大值。步骤910用第一染料（Dl)和第二染料（D2)将n型半导体层功能化，形成共敏化n型 半导体层。或者说，Dl和D2能够建立与n型半导体的表面的紧密接触，这可以包括共价键 合、配位、或其他相互作用形式。步骤912加入与共敏化n型半导体层接触的氧化还原电解 质。步骤914形成在氧化还原电解质上的对电极。步骤916照射完成的DSC。在步骤918 中，作为照射的结果，响应Dl和D2染料二者的贡献，DSC产生光电流。或者说，在步骤918 中，DSC具有反映来自第一和第二染料二者的贡献的光吸收行为。也就是说，DSC具有具有 在对应于Al的第四波长（A4)下的第四吸光度局部最大值，在对应于A2的第五波长（A5) 下的第五吸光度局部最大值，以及在A4和A5之间的第六吸光度局部最大值（A6)，其大于第 三吸光度局部最大值（A3)。通常，在A6下的吸光度对应于在A3下的吸光度。
[0132] 在一个方面中，步骤908中的将n型半导体层暴露于溶解的第一染料（Dl)和溶解 的第二染料（D2)包括：同时将n型半导体层暴露于包含溶解的第一染料（Dl)和溶解的第 二染料（D2)的混合溶液。例如，混合溶液可以含有在I: 1至1 : 20和I: 1至5 : 1 的范围内的摩尔比Dl比D2 (D1 :D2)。备选地，步骤908使n型半导体层依次暴露于溶解 的第一染料（Dl)和溶解的第二染料（D2)的单独溶液，其中工序顺序为Dl接下来D2,或者 D2接下来D1。在一个方面中，可以通过用每种染料（单独）处理n型半导体所用的时间的 相对量来控制表面上每种染料的比例。
[0133] 已经提供了用染料的组合共敏化的DSC。已经提供了具体的染料和DSC组分的实 例作为说明本发明的实例。然而，本发明不仅限于这些实例。对本领域技术人员来说，将会 想到本发明的其他变化和实施方案。
[0134] (其他描述2-1)
[0135] 在本文中描述了用于通过采用使用两种不同类型的增感剂染料例如卟啉和钌多 吡啶配合物的共敏化策略来提高染料敏化太阳能电池（DSC)的光伏性能的方法。双增感剂 体系的协同光电效应在光谱的较短和间歇区是明显的，并且伴随有扩展至在单独增感剂的 那些之外的波长的光伏响应的增加。方便地，可以使用例如适合的锌卟啉（ZnP)和黑染料 (BD)的比例以"一锅"法进行共敏化的TiO2基板的制备。总体上，由用ZnP和黑染料共敏 化的TiO2基板制造的DSC原型的性能优于以相同DSC构造由ZnP或黑染料单独制备的对照 DSC。此外，光吸收研宄证实了，用ZnP和黑染料的溶液处理的1102基板表明两种增感剂的 存在，由此可以基于混合染料溶液中的相对摩尔量和单独染料的吸附速率的知识来控制比 例。在以上【背景技术】部分中详细地讨论了这种技术的基本和实际的发展。
[0136] 因此，提供了共敏化DSC，其由透明基板和在透明基板上的透明导电氧化物（TCO) 膜制成。n型半导体层覆盖在TCO上，并且利用第一染料（Dl)和第二染料（D2)共敏化。氧 化还原电解质与共敏化n型半导体层接触，并且对电极覆盖在氧化还原电解质上。第一染 料（Dl)具有在第一波长（Al)下的第一吸光度局部最大值和在比第一波长长的第二波长 (A2)下的第二吸光度局部最大值。第二染料（D2)具有在介于第一波长（Al)和第二波长 (A2)之间的第三波长（A3)下的第三吸光度局部最大值。在一个方面中，第一染料（Dl)包 含卟啉材料，例如，通过与过渡金属如锌配位得到的金属卟啉（即锌卟啉（ZnP))。在另一个 方面中，第二染料（D2)包含钌配合物，如钌多吡啶配合物。第一染料（Dl)和第二染料（D2) 二者对n型半导体层功能化。
[0137] 以下给出了上述DSC、用于将DSC共敏化的染料组合、和用于制造共敏化DSC的方 法的额外细节。
[0138] (其他描述2-2)
[0139] 在一些实施方案中，共敏化的染料敏化太阳能电池（DSC)包括：
[0140] 透明基板；
[0141] 在所述透明基板上的透明导电氧化物（TCO)膜；
[0142] 用第一染料（Dl)和第二染料（D2)共敏化的在TCO膜上的n型半导体层；
[0143] 与共敏化n型半导体层接触的氧化还原电解质；
[0144] 在所述氧化还原电解质上的对电极；并且，
[0145] 其中第一染料（Dl)具有在第一波长（Al)下的第一吸光度局部最大值和在比第一 波长长的第二波长（A2)下的第二吸光度局部最大值；并且，
[0146] 其中第二染料（D2)具有在介于第一波长（Al)和第二波长（A2)之间的第三波长 (A3)下的第三吸光度局部最大值。
[0147] 在一些实施方案中，共敏化的DSC，其中第一染料（Dl)包含卟啉材料。
[0148] 在一些实施方案中，共敏化的DSC，其中卟啉材料是通过与过渡金属配位得到的金 属卟啉。
[0149] 在一些实施方案中，共敏化的DSC，其中金属卟啉是锌卟啉（ZnP)。
[0150] 在一些实施方案中，共敏化的DSC，其中第二染料（D2)包含钌配合物。
[0151] 在一些实施方案中，共敏化的DSC，其中钌配合物是钌多吡啶配合物。
[0152] 在一些实施方案中，共敏化的DSC，其中第一染料（Dl)和第二染料（D2)对n型半 导体层功能化。
[0153] 在一些实施方案中，共敏化的DSC，其中所述氧化还原电解质是选自由下列各项组 成的组的形式：液体、固体、半固体、离子液体，以及上述形式的组合。
[0154] 在一些实施方案中，共敏化的DSC，其中n型半导体层选自由下列各项组成的组： 钛的金属氧化物（TiO2)、铝的金属氧化物（Al2O3)、锡的金属氧化物（SnO2)、镁的金属氧化物 (MgO)、钨的金属氧化物（WO3)、铌的金属氧化物（Nb2O5)，以及包含多于一种金属的混合金属 氧化物。
[0155] 在一些实施方案中，共敏化的DSC，其中n型半导体层具有选自由下列各项组成的 组的形式：纳米粒子、纳米管、纳米棒、纳米线，以及上述形态的组合。
[0156] 在一些实施方案中，共敏化DSC还包括：
[0157] 在所述TCO膜和所述共敏化n型半导体层之间插入的阻挡层。
[0158] 在一些实施方案中，共敏化的DSC，其中第一染料（Dl)和第二染料（D2)的组合具 有在对应于Al的第四波长（A4)下的第四吸光度局部最大值，在对应于A2的第五波长（A5) 下的第五吸光度局部最大值，以及在A4和A5之间的第六吸光度局部最大值（A6)，其大于第 三吸光度局部最大值（A3)。
[0159] 在一些实施方案中，用于将染料敏化太阳能电池（DSC)共敏化的染料的组合，所 述染料组合包含：
[0160] 第一染料（Dl);和，
[0161] 第二染料（D2);
[0162] 其中第一染料（Dl)具有在第一波长（Al)下的第一吸光度局部最大值和在比第一 波长长的第二波长（A2)下的第二吸光度局部最大值；并且，
[0163] 其中第二染料（D2)具有在介于第一波长（Al)和第二波长（A2)之间的第三波长 (A3)下的第三吸光度局部最大值。
[0164] 在一些实施方案中，染料组合，其中第一染料（Dl)包含卟啉材料。
[0165] 在一些实施方案中，染料组合，其中卟啉材料是通过与过渡金属配位得到的金属 卟啉。
[0166] 在一些实施方案中，染料组合，其中金属卟啉是锌卟啉（ZnP)。
[0167] 在一些实施方案中，染料组合，其中第二染料（D2)是钌配合物。
[0168] 在一些实施方案中，染料组合，其中钌配合物是钌多吡啶配合物。
[0169] 在一些实施方案中，染料组合，其中第一染料（Dl)和第二染料（D2)的组合具有在 对应于Al的第四波长（A4)下的第四吸光度局部最大值，在对应于A2的第五波长（A5)下 的第五吸光度局部最大值，以及在A4和A5之间的第六吸光度局部最大值（A6)，其大于第三 吸光度局部最大值（A3)。
[0170] 在一些实施方案中，用于制造共敏化的染料敏化太阳能电池（DSC)的方法，所述 方法包括：
[0171] 提供透明基板；
[0172] 形成在透明基板上的透明导电氧化物（TCO)膜；
[0173] 形成在TCO上的n型半导体层；
[0174]将n型半导体层暴露于溶解的第一染料（Dl)和溶解的第二染料（D2)，其中第一 染料（Dl)具有在第一波长（Al)下的第一吸光度局部最大值和在比第一波长长的第二波长