EPFL科学家已经开发出一种用于太阳能电池的新型染料,该染料可实现高功率转换效率,并且制造简单且成本低廉。该染料在弱光条件下也表现出色,这对于自供电和低功率设备至关重要。

1991年,EPFL的科学家Brian O'Regan和MichaelGr?tzel发表了一篇开创性的论文,描述了一种新型的太阳能电池:染料敏化太阳能电池(DSSC),也称为“Gr?tzel电池”中国机械网okmao.com。
DSSC结构简单,价格便宜,同时又具有灵活性和多功能性,已经以几兆瓦的规模制造,这在光伏市场中占据了很大的份额,目前光伏市场提供了全球近3%的电力,正处于减少碳排放的竞赛中排放。
现在,张丹和Marko Stojanovic,两位博士。EPFL基础科学学院Gr?tzel实验室的学生带领了一种名为DS5的DSSC简易染料的开发。
在设备中,这种新型敏化剂既可以用作单一染料,也可以产生1.24伏的开路电压(太阳能电池在充满阳光下可以达到的最大电压),也可以与商业染料XY1b一起用作共敏化剂,并实现13.5%的功率转换效率。两者都是DSSC领域中最高的。
这项工作发表在《自然通讯》上。
MS5的3D结构表示法和3.8 cm2大小的染料敏化太阳能电池的照片。
该团队将这种新染料与另一种编码为XY1b的有机敏化剂结合使用。除了从太阳辐射的蓝色和黄色域吸收光子之外,这种新染料的作用还在于通过阻止光产生的电荷载流子的复合来提高器件的电压输出。
称为MS5的光敏剂与铜(II / I)电解质一起使用,以使DSSC达到其令人印象深刻的效率。
MichaelGr?tzel说:“我们的工作是DSSC尤其是染料设计工作的重要突破。这表明,通过对敏化剂分子结构进行明智的分子工程设计,相对简单的染料就可以实现高性能。”
在环境光条件下进行测试,该染料显示出令人印象深刻的性能,这对于光伏电池在阴天条件下有效,或者在室内应用以供电应用于例如物联网的电子设备至关重要。最后但并非最不重要的一点是,MS5可以使用研究人员在论文中描述的一步步骤轻松合成克级规模。
Marko Stojanovic说:“我们的结果不仅进一步推动了染料敏化太阳能电池领域的发展,而且证明了EPFL在该领域的领先专业知识。”