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一种染料敏化太阳能电池的实验室效率达到了28%

作者:华体汇官网 时间:2021-07-19 10:27
本文摘要:1991年,瑞士联邦理工学院化学家MichaelGraetzel发明者了染料敏化太阳能电池(DSSC)。其在黯淡的光线下展现出最差,并且比标准的半导体组件更加低廉。然而,在阳光充足的条件下,最差的DSSC仅有能将太阳光中14%的能量转化成电力,而现在标准太阳能电池可超过24%左右。这主要是因为能量远比太快,以至于DSSC处置不过来。 当能量以较快的速度来临时,比如在较低强度室内光线下,现在,Graetze新发明的DSSC可将其吸取的28%的光能转化成电力。

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1991年,瑞士联邦理工学院化学家MichaelGraetzel发明者了染料敏化太阳能电池(DSSC)。其在黯淡的光线下展现出最差,并且比标准的半导体组件更加低廉。然而,在阳光充足的条件下,最差的DSSC仅有能将太阳光中14%的能量转化成电力,而现在标准太阳能电池可超过24%左右。这主要是因为能量远比太快,以至于DSSC处置不过来。

当能量以较快的速度来临时,比如在较低强度室内光线下,现在,Graetze新发明的DSSC可将其吸取的28%的光能转化成电力。这种新的DSSC仍享有两个搜集负电荷和正电荷的电极。但在中间,它们享有一种一般来说是二氧化钛(TiO2)颗粒集合体的有所不同电子导体,而某种程度是硅。

TiO2是一种弱的光吸收剂,因此研究人员在这些颗粒表面涂抹上可作为极强光吸收剂的有机染料分子。被吸取的光子不会唤起这些染料分子上的电子和空穴,就像在硅中一样。

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而染料立刻将被唤起的电子接管给TiO2颗粒,电子则不会沿着它们较慢移动到负极。与此同时,空穴被灌入入一种取名为电解液的导电液体中。在那里,它们大大渗入并转入带上负电荷的电极。以往DSSC的问题在于空穴无法十分很快地穿越电解液。

因此,它们经常在染料和TiO2颗粒附近冲刷。如果被唤起的电子最后撞空穴,它们之后不会拆分,产生热量而非电力。为解决问题这一问题,研究人员仍然尝试让电解液增厚,从而使空穴须穿越很近,之后能抵达目的地。

不过,这些薄层中的任何缺失都会造成设备遭可怕压制,并且毁坏掉整个太阳能电池。而现在,Graetzel和同事明确提出了一种有可能的解决方案。

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他们设计了一种染料和空穴导电分子的人组物。它能使自己紧紧包裹在TiO2颗粒周围,从而创立没任何缺失的短裙层。这意味著较慢移动的空穴在抵达负极前穿越的距离变大。

研究人员在《焦耳》杂志上报告称之为,短裙层将DSSC的漫射光效率提升到32%——相似理论上的最大值。研究人员报告称之为,他们研制的太阳能电池可利用不存在于建筑物内部和阴天室外的较低强度漫射光发电,并且工作效率刷新纪录。

这些电池有一天或能促成不必挂上电源之后能持续为一些小配件电池的设备外壳。想象一下,或许你总有一天不用再为你的手机、电子阅读器或者平板电脑电池了。


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