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設(shè)計(jì)新型染料太陽能電池 減少化石燃料依賴

   2012-08-08 鋰電世界佚名12250
核心提示: 中國電池網(wǎng) 歐洲科學(xué)家研究電子流在有機(jī)光敏染料和鈦基材料系統(tǒng)中的情況。研究結(jié)果特別有助于提高低成本太陽能電池的效率,有望進(jìn)行廣泛應(yīng)用,用于納米技術(shù)和清潔能源科學(xué)。 染料敏化太陽能電池

    鋰電世界  歐洲科學(xué)家研究電子流在有機(jī)光敏染料和鈦基材料系統(tǒng)中的情況。研究結(jié)果特別有助于提高低成本太陽能電池的效率,有望進(jìn)行廣泛應(yīng)用,用于納米技術(shù)和清潔能源科學(xué)。
    染料敏化太陽能電池(DSSCs:Dye-sensitised solar cells)需要沉積薄膜狀光敏染料,就沉積到導(dǎo)電基板上,比一層多孔的二氧化鈦(TiO2:titanium oxide)納米粒子。
    染料敏化太陽能電池是一種簡單而具有成本效益的替代技術(shù),可取代傳統(tǒng)的(p-n結(jié))太陽能電池,效率問題一直是一個(gè)絆腳石,阻礙著它的廣泛應(yīng)用。
    歐洲研究人員獲得歐盟納諾索爾(Nanosol)項(xiàng)目資金的支持,試圖詳細(xì)分析三種新型無金屬有機(jī)染料的光伏性能。
    具體而言,他們研究了這種染料在溶液中的情況,以及在9種不同形態(tài)的摻鈦介孔材料(mesoporous:孔的直徑為2-50納米)中的情況,分別研究了存在和不存在二氧化鈦納米粒子時(shí)的情況。
    研究自由染料在溶液中的情況表明,重要的是某種狀態(tài)的電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物(charge transfer complex)對(duì)染料光伏性能的作用,電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物把電荷分配在分子中的給體-受體接口,研究也表明溶劑對(duì)效率的作用。
    進(jìn)一步研究染料,在存在常規(guī)使用的二氧化鈦納米粒子的情況下,表明有重要的電子動(dòng)力學(xué)存在于飛秒(千萬億分之一秒)尺度,這就可以深入理解有效的電荷分離和太陽能電池的性能。
    鈦納米管具有一維結(jié)構(gòu),也進(jìn)行了研究,對(duì)比二氧化鈦納米粒子,表現(xiàn)出類似的電子動(dòng)力學(xué)。
    最后,摻鈦硅介孔篩,也就是另一種一維材料,也進(jìn)行了評(píng)估。雖然在材料本身觀察到存在很好的電子動(dòng)力學(xué),但是,制成的太陽能電池的表現(xiàn)不佳,原因是低效的染料加載和有限的電子傳輸。
    納諾索爾項(xiàng)目的研究人員表征了鈦基材料與一種重要的有機(jī)染料的相互作用,這涉及到染料敏化太陽能電池,重點(diǎn)是太陽能電池的效率。
    這些研究結(jié)果實(shí)際上非常有用,未來可設(shè)計(jì)更高效的染料敏化太陽能電池,促進(jìn)它們的廣泛應(yīng)用。這樣的開發(fā)具有成本效益,有利于制造商和消費(fèi)者,而且有助于減少對(duì)化石燃料的依賴。

 
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