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新型染料助力太阳能电池功率转换效率达到13.5%!
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新型染料助力太阳能电池功率转换效率达到13.5%!

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  • 来源:https://www.xianjichina.com/special/detail_477403.html
  • 发布时间:2021-07-14 15:37
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新型染料助力太阳能电池功率转换效率达到13.5%!

1991年,EPFL的科学家Brian O'Regan和Michael Grätzel发表了一篇开创性的论文,描述了一种新型太阳能电池:染料敏化太阳能电池(DSSC),也被称为“Grätzel电池”。DSSCs既简单又便宜,同时又灵活多变,已经在数兆瓦的规模上制造,削减了光伏市场的很大份额,目前该市场供应了全球近3%的电力,在减少碳排放的竞赛中表现出色。

现在,来自EPFL基础科学学院Grätzel实验室的两名博士生,Dan Zhang和Marko Stojanovic,已经领导了一种简单的dscs染料的开发,称为MS5。设备中,这个新的感光剂可以作为单一的染料,并产生一个开路电压,太阳能电池的最大电压在充足的阳光下可以达到- 1.24伏,随着商业染料XY1b的发展,使功率转换效率为13.5%。这两家公司在DSSCs领域都处于最高水平。

Marko Stojanovic在光子学和接口实验室(EPFL)持有MS5的解决方案。

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。

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

研究小组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区域吸收光子外,这种新型染料在串联中的作用是通过阻止光产生的载流子的重组来提高器件的电压输出。该光敏剂被称为MS5,与一种铜(II/I)电解质一起使用,使DSSC达到了令人印象深刻的效率。

我们的工作构成了DSSCs工作的一个重要突破,特别是染料设计,Michael Grätzel说,这表明,通过对敏化剂的分子结构进行明智的分子工程,相对简单的染料可以实现高性能。

在环境光条件下测试,染料显示了令人印象深刻的性能,这是至关重要的光伏在多云条件下有效,或用于电力电子设备的室内应用,如物联网。最后但并非最不重要的是,MS5很容易合成到克级,研究人员在他们的论文中描述了一种一步法。

Marko Stojanovic说,我们的研究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在该领域的领先技术。

 

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