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DSSC、DSC 或DYSC^[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]米夏埃尔·格雷策尔尔因为本发明而曾荣获2010年千禧年科技獎（2010 millennium technology grand prize）。^[4]

具有许多吸引人的特征; 因为它可以用低廉的材料制成（但实际中已经证明它很难摆脱对于贵重金属铂和钌的限制，并且它的液态的电极对于各种天气的适应也是一个严重挑战），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，不需要特别保护就可以防护树枝或者冰雹的撞击。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。由于化学稳定性问题而被搁置的商业应用^[5], 在欧盟光伏路线图（英语：European Union Photovoltaic Roadmap）中预测将在2020年之前显着促进可再生能源发电。

染料敏化太阳能电池

在1960年代后期，发现照明的有机染料可以在电化学电池中的氧化物电极处产生电。^[6]

结构

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（一般是玻璃製）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）。^[7]这块平板置于由光敏的钌-多吡啶染料（亦称分子感光剂^[7]）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

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。

参阅

参考资料

^ Haiying Wan, "Dye Sensitized Solar Cells" 互联网档案馆的存檔，存档日期2006-09-11., University of Alabama Department of Chemistry, p. 3
^ "Dye-Sensitized vs. Thin Film Solar Cells" 互联网档案馆的存檔，存档日期2006-02-10., European Institute for Energy Research, 30 June 2006
^ 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.
^ Professor Grätzel wins the 2010 millennium technology grand prize for dye-sensitized solar cells, Technology Academy Finland, 14 June 2010.
^ Tributsch, H. Dye sensitization solar cells: a critical assessment of the learning curve. Coordination Chemistry Reviews. 2004, 248 (13–14): 1511–1530. doi:10.1016/j.ccr.2004.05.030.
^ Gerischer,H.; Michel-Beyerle,M.; Rebentrost, E.; Tributsch, H. Sensitization of Charge-Injection into Semiconductors with Large Band Gap. Electrochimica Acta. 1968, 13 (6): 1509–1515. doi:10.1016/0013-4686(68)80076-3.
^ ^7.0 ^7.1 Juan Bisquert, "Dye-sensitized solar cells" （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Departament de Física, Universitat Jaume I

[1] Haiying Wan, "Dye Sensitized Solar Cells" 互联网档案馆的存檔，存档日期2006-09-11., University of Alabama Department of Chemistry, p. 3

[2] "Dye-Sensitized vs. Thin Film Solar Cells" 互联网档案馆的存檔，存档日期2006-02-10., 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] Professor Grätzel wins the 2010 millennium technology grand prize for dye-sensitized solar cells, Technology Academy Finland, 14 June 2010.

[5] Tributsch, H. Dye sensitization solar cells: a critical assessment of the learning curve. Coordination Chemistry Reviews. 2004, 248 (13–14): 1511–1530. doi:10.1016/j.ccr.2004.05.030.

[6] Gerischer,H.; Michel-Beyerle,M.; Rebentrost, E.; Tributsch, H. Sensitization of Charge-Injection into Semiconductors with Large Band Gap. Electrochimica Acta. 1968, 13 (6): 1509–1515. doi:10.1016/0013-4686(68)80076-3.

[juan-7] 7.0 ^7.1 Juan Bisquert, "Dye-sensitized solar cells" （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Departament de Física, Universitat Jaume I

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