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一种染料敏化太阳能电池的实验室功率达到了28%

作者:ag88环亚国际时间:2018-08-29 13:08浏览:

  一种染料敏化太阳能电池的实验室功率达到了28%

  1991年,瑞士联邦理工学院化学家Michael Graetzel发明晰染料敏化太阳能电池(DSSC)。其在昏暗的光线下体现最好,而且比规范的半导体组件更廉价。但是,在阳光充足的条件下,最好的DSSC仅能将太阳光中14%的能量转化成电力,而现在规范太阳能电池可抵达24%左右。

  这首要是因为能量来得太快,以至于DSSC处理不过来。当能量以较慢的速度到来时,比如在低强度室内光线下,现在,Graetze新发明的DSSC可将其吸收的28%的光能转化成电力。

  这种新的DSSC仍具有两个搜集负电荷和正电荷的电极。但在中心,它们具有一种通常是二氧化钛(TiO2)颗粒集合体的不同电子导体,而不仅仅是硅。TiO2是一种很弱的光吸收剂,因而研究人员在这些颗粒外表涂上可作为超强光吸收剂的有机染料分子。被吸收的光子会激起这些染料分子上的电子和空穴,就像在硅中一样。而染料当即将被激起的电子移交给TiO2颗粒,电子则会沿着它们快速移动到正极。与此同时,空穴被倾倒进一种名为电解液的导电液体中。在那里,它们不断浸透并进入带负电荷的电极。

  以往DSSC的问题在于空穴无法十分迅速地穿过电解液。因而,它们常常在染料和TiO2颗粒邻近堆积。假如被激起的电子终究撞入空穴,它们便会兼并,发生热量而非电力。

  为处理这一问题,研究人员一向测验让电解液变薄,然后使空穴无须穿行很远,便能抵达目的地。不过,这些薄层中的任何缺点都会导致设备遭到丧命冲击,而且破坏掉整个太阳能电池。而现在,Graetzel和搭档提出了一种可能的处理方案。他们规划了一种染料和空穴导电分子的组合物。它能使自己紧紧包裹在TiO2颗粒周围,然后创立没有任何缺点的紧身层。这意味着缓慢移动的空穴在抵达负极前穿行的间隔变小。研究人员在《焦耳》杂志上陈述称,紧身层将DSSC的漫射光功率提高到32%——挨近理论上的最大值。

  研究人员陈述称,他们研发的太阳能电池可利用存在于建筑物内部和阴天室外的低强度漫射光发电,而且工作功率创下纪录。这些电池有一天或能催生不用插上电源便能继续为一些小配件充电的设备外壳。幻想一下,或许你永久不用再为你的手机、电子阅读器或许平板电脑充电了。

  来历:我国科学报

  
 

  

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