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新染料制成高效太阳能电池

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发表于 2011-12-16 20:47:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
  美国北卡罗莱纳州州立大学(NCSU:North Carolina State University)的发明具有巨大潜力,可以提高太阳能电池效率,也可用于其他一些技术,开发阳光能量。
  
  艾哈迈德?埃尔-沙飞(Ahmed El-Shafei)博士研究小组发明了一种新的“敏化剂”或染料,可利用更多的环境光和太阳光,胜过目前市场上的任何染料,可用于染料敏化太阳能电池(DSSCs:dye-sensitized solar cells)。
  
  北卡罗来纳州立大学10号染料,可用于制备更高效率的太阳能电池
  
  “一家第三方太阳能公司用我们的新染料,就是”北卡罗来纳州大学10号“(NCSU-10)染料,对比市场上最先进的染料。我们的染料功率密要高14%以上,”埃尔-沙飞说,他是纺织工程、化学和科学系助理教授。“换句话说,北卡罗来纳州大学10号让我们可以收获更多的能量,但只需等量的阳光。”
  
  这种新染料可显着提高染料敏化太阳能电池的效率,这种电池有一系列应用。在室内,这些染料敏化太阳能电池技术,可用于驱动手机、笔记本电脑和MP3播放器,这只需使用环境光线。在户外,它们可以用于传统太阳能电池阵列,或在先进的能源驱动应用中,用作建筑一体化光伏产品,包括窗户、外墙和天窗,但不局限于这些。
  
  对比市场上最先进的染料,北卡罗来纳州大学10号染料可吸收更多的光子,只需较低的染料浓度,因此可制备更有效的太阳能电池,用于窗户和外墙,同时仍然可以让窗口高度透明。
  
  染料敏化太阳能电池的制备,是采用廉价和对环境无害的材料,包括染料、电解质和二氧化钛(TiO2),二氧化钛就是牙膏中使用的白色成分。染料敏化太阳能电池吸收光子,或离散光子束(discrete packets),用入射光线(或直接照射在表面上的光)创造自由电子,这是在纳米多孔半导体如二氧化钛中进行,都是在电池中。这些电子转移到外部电路,产生电流。由于它们不依赖入射光的角度,而且高度响应低水平照明条件,所以,这种染料敏化太阳能电池效率比传统硅光伏产品要高20%至40%,在漫射光照,阴天或阴雨天,以及室内环境光线中,都是这样,这就使染料敏化太阳能电池成为一种独特的光电产品。
  
  一项专利正在申请,就是针对这种新染料,而且,大学正在联系可能的产业合作伙伴,商谈许可使用北卡罗来纳州大学10号染料,以及资助这一领域的其他研究。
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