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美俄亥俄州立大学研究人员开发出用淡黄色颜料生产绿色太阳能电池

2007-08-17 10:10
水墨黯月
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美国俄亥俄州立大学的研究人员开发了利用太阳能的新技术,一种淡黄色颜料可望成为绿色化的新技术。据称,科学家开发了新的感光染料太阳能电池(DSSC),由红色染料与白色金属氧化物粉末的混合物制得淡黄色色彩的材料,这类材料可捕获光线。现在,这类新的淡黄色色彩的材料将光线转变为电力的效率仅为商业化硅基太阳能电池效率的一半,但其成本仅为硅基太阳能电池的1/4。

研究人员相信,感光染料太阳能电池(DSSC)的效率将来会达到与任何太阳能电池相媲美的水平。DSSC的主要优势是成本低,这也是加快研究的魅力所在。

淡黄色是DSSC的典型色彩。大多数所使用的含有钌的染料为红色颜料,金属氧化物粉末大多常用氧化钛或氧化锌的混合物,两者都为白色。但是,研究人员所研发的材料为新型材料,使用了较多的多种金属,并制成不同的颗粒形状以提高生成的电量。该成果在美国化学学会杂志(JACS)上发表的DSSC新材料采用了锡酸锌。

传统的太阳能电池看上去呈蓝色,因为使用了抗反射涂料。涂层可提高对绿色光线的吸收度,这是太阳光谱中最强的光线。而上述研究的材料不含有抗反射涂料。 

颜色决定了太阳能电池被捕集的光线的波长,研究人员调节颜色并优化颗粒性质以达到最佳效果。

硅基太阳能电池出现于上世纪60年代,科学家于上世纪90年代开发DSSC。在DSSC中,颜料分子涂复在微细的金属氧化物颗粒上,使颗粒外包复了一层薄膜。颜料分子捕集光能并释放电子,而颗粒好似电线,可将电子传向电路。但是,电子在颗粒间传输会有损失,研究人员设计了将微细纳米线结合在一起的方法,以便将电子直接传递至电路中。

2006年,研究人员发布了含有氧化钛的颗粒和纳米线的DSSC成果。其配方可达到8.6%的效率,约为商业化硅基太阳能电池典型效率15%的一半左右。

在新的研究中,含有锡酸锌颗粒的配方,无纳米线时的效率达3.8%。现正在开展的工作是从锡酸锌和其他氧化物制取纳米线,将上述二种方案结合在一起。也在开发利用纳米树的可行性,即使纳米线的形状好像树的分支一样。 

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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