美國一大學新染料製成高效太陽能電池

2023-12-08 07:59:32

    泡泡網電源頻道12月20日 美國北卡羅萊納州州立大學(NCSU：North Carolina State University)的發明具有巨大潛力，可以提高太陽能電池效率，也可用於其他一些技術，開發陽光能量。

    艾哈邁德?埃爾-沙飛(Ahmed El-Shafei)博士研究小組發明了一種新的「敏化劑」或染料，可利用更多的環境光和太陽光，勝過目前市場上的任何染料，可用於染料敏化太陽能電池(DSSCs：dye-sensitized solar cells)。

    「一家第三方太陽能公司用我們的新染料，就是「北卡羅來納州大學10號」(NCSU-10)染料，對比市場上非常先進的染料。我們的染料功率密要高14%以上，」埃爾-沙飛說，他是紡織工程、化學和科學系助理教授。「換句話說，北卡羅來納州大學10號讓我們可以收穫更多的能量，但只需等量的陽光。」

    這種新染料可顯著提高染料敏化太陽能電池的效率，這種電池有一系列應用。在室內，這些染料敏化太陽能電池技術，可用於驅動手機、筆記本電腦和MP3播放器，這只需使用環境光線。在戶外，它們可以用於傳統太陽能電池陣列，或在先進的能源驅動應用中，用作建築一體化光伏產品，包括窗戶、外牆和天窗，但不局限於這些。

    對比市場上非常先進的染料，北卡羅來納州大學10號染料可吸收更多的光子，只需較低的染料濃度，因此可製備更有效的太陽能電池，用於窗戶和外牆，同時仍然可以讓窗口高度透明。

    染料敏化太陽能電池的製備，是採用廉價和對環境無害的材料，包括染料、電解質和二氧化鈦(TiO2)，二氧化鈦就是牙膏中使用的白色成分。染料敏化太陽能電池吸收光子，或離散光子束(discrete packets)，用入射光線(或直接照射在表面上的光)創造自由電子，這是在納米多孔半導體如二氧化鈦中進行，都是在電池中。這些電子轉移到外部電路，產生電流。由於它們不依賴入射光的角度，而且高度響應低水平照明條件，所以，這種染料敏化太陽能電池效率比傳統矽光伏產品要高20%至40%，在漫射光照，陰天或陰雨天，以及室內環境光線中，都是這樣，這就使染料敏化太陽能電池成為一種獨特的光電產品。

    一項專利正在申請，就是針對這種新染料，而且，大學正在聯繫可能的產業合作夥伴，商談許可使用北卡羅來納州大學10號染料，以及資助這一領域的其他研究。（轉自中國電池網）■