固态染料敏化太阳能电池问世 转化率达15%

据美国物理学家组织网近日报道，瑞士科学家采用新的两步法，制造出了一种固态染料敏化太阳能电池（DSSC），其转化率高达15%，可以与传统的非晶硅太阳能电池相媲美。科学家们表示，最新研究将开创DSSC研发的新时代，未来DSSC的稳定性和效率有望等于甚至超过目前最好的薄膜光伏太阳能电池。研究发表在最新一期的《自然》杂志上。

与传统太阳能电池相比，DSSC有很多优势。它们工艺简单、成本低、环保，而且在阴天和人造光环境下也具有较高的转化效率。但迄今为止，其转化效率仍不及硅基太阳能电池，主要原因在于敏化染料再生过程中产生的电压损失。

瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的最新研究或许可以改变这一现状。新电池使用钙钛矿(CaTiO3)（注意：3为下角）材料作为捕光设备，并使用一种有机空穴运输材料取代传统电池中使用的电解液。在新电池的制造过程中，科学家们会将钙钛矿材料直接沉积在一块金属氧化物薄膜上。但这会产生一个问题：添加整块材料通常会使得到的太阳能电池的形态和效率不稳定，因而很难将其应用于日常生活中。

但该团队使用新的两步法解决了这个问题。首先，他们将部分钙钛矿沉积在金属氧化物支架的空穴中，然后让沉积部分同包含有另一部分钙钛矿的溶液相接触，一旦它们接触，就会立刻发生反应并转化成高灵敏的色素，太阳能电池的形态因此可以得到很好地控制。

新方法将染料敏化太阳能电池的转化效率提高到了15%，超过了传统非晶硅太阳能电池的转化效率。科学家们认为，最新方法有助于研制出性能更好的DSSC，其稳定性和效率有望等于甚至超过目前最好的薄膜光伏太阳能电池。