染料敏化太阳能电池

维基百科,自由的百科全书
跳转至: 导航搜索
几种染料敏化太阳能电池

染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cell,缩写为DSSCDSCDYSC[1])是一种廉价的薄膜太阳能电池[2]它是基于由光敏电极和电解质构成的半导体,是一个电气化学系统。这种电池的一种较新的版本——也叫做格雷策尔电池,是由米夏埃尔·格雷策尔 Michael Grätzel和布赖恩·奥勒冈1991年在洛桑联邦理工学院发明的。[3]

因为它可以用低廉的材料制成(In practice it has proven difficult to eliminate a number of expensive materials, notably platinum and ruthenium, and the liquid electrolyte presents a serious challenge to making a cell suitable for use in all weather.实际中已经证明它很难摆脱对于铂和钌的限制,并且它的液态的电极对于各种天气的适应也是一个挑战),不需要用精细的仪器来制造,这种电池在技术上很有吸引力。而且,其制造过程比以前的电晶体电池要便宜。它可以被制成软片,机械强度大,不需要特别保护来防止树枝的撞击及冰雹。虽然它的能量转换效率比最好的薄膜电池要低,但理论上它们的性价比已足够高,在完成市电平价的情况下可以与化石燃料相提并论。

性质[编辑]

结构[编辑]

在格雷策尔和奥勒冈的设计方案中,电池有3个主部分。顶端是以掺氟的二氧化锡(SnO2:F)制成的透明阳极,置于一平板(一般是玻璃制)背面。这个可传导平板背面有一薄层二氧化钛(TiO2),组成一个高度多孔的结构,有着很高的表面面积。TiO2只吸收一小部分太阳光子(紫外辐射的光子)。[4]这块平板置于由光敏的钌-多吡啶染料(亦称分子感光剂[4])和溶剂的混合物中。将薄膜在染料溶液中浸湿后,染料薄膜会与TiO2层形成共价键。

產業[编辑]

目前全世界宣稱投入者眾多,但迄今無產業尚未發展完整;即便目前實驗室效率達15%在生產上仍有不少限制與突破點需克服;台灣DSSC產業鏈完整,永光、長興、台塑、福盈及造能科技佈局產業上下游完整。

参考资料[编辑]

  1. ^ Haiying Wan, "Dye Sensitized Solar Cells", University of Alabama Department of Chemistry, p. 3
  2. ^ "Dye-Sensitized vs. Thin Film Solar Cells", European Institute for Energy Research, 30 June 2006
  3. ^ Brian O'Regan, Michael Grätzel. A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films. Nature. 24 October 1991, 353 (6346): 737–740. Bibcode:1991Natur.353..737O. doi:10.1038/353737a0. 
  4. ^ 4.0 4.1 Juan Bisquert, "Dye-sensitized solar cells", Departament de Física, Universitat Jaume I