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2022-10-27 10:14 |
染料敏化太陽能電池的效率刷新記錄
20世紀(jì)90年代，Brian O'Regan和Michael Grätzel發(fā)明了介觀染料敏化太陽能電池（DSCs），這就是著名的Grätzel電池。DSCs通過光敏劑將光轉(zhuǎn)換成電。這些是吸收光的染料化合物，并將電子注入氧化物納米晶體陣列中，隨后以電流形式收集。 9^au$KoU
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在DSCs中，光敏劑被附著（"吸附"）在納米晶介孔二氧化鈦薄膜的表面，該薄膜被浸泡在具有氧化還原活性的電解質(zhì)或固體電荷傳輸材料中。整個設(shè)計(jì)的目的是通過將電子從光敏劑移向像設(shè)備或存儲單元這樣的電力輸出來產(chǎn)生電力。 c yP,[?N
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DSCs是透明的，可以用多種顏色制造，成本很低，并且已經(jīng)被用于天窗、溫室以及玻璃外墻，例如裝飾瑞士科技會議中心的那些玻璃。此外，輕量級的柔性DSCs現(xiàn)在已經(jīng)大規(guī)模商業(yè)化銷售，用于利用環(huán)境光為耳機(jī)和電子閱讀器等便攜式電子設(shè)備以及物聯(lián)網(wǎng)提供電力。 S.W^7Ap
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最近，光敏劑和DSCs其他組件的進(jìn)步提高了DSCs在太陽光和環(huán)境光條件下的性能。但是，提高DSC效率的關(guān)鍵在于理解和控制染料分子在二氧化鈦納米粒子薄膜表面的組裝，以利于電荷的產(chǎn)生。 B Ra{\R^I
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一種方法是共敏化，這是一種化學(xué)制造方法，用兩種或兩種以上具有互補(bǔ)性光學(xué)吸收的不同染料生產(chǎn)DSC。共敏化使DSCs的功率轉(zhuǎn)換效率朝著世界紀(jì)錄的方向發(fā)展，因?yàn)樗梢韵胂蟮浇Y(jié)合了可以吸收整個光譜的染料。然而，在某些情況下，共敏化也被證明是無效的，因?yàn)檎业胶线m的染料對以實(shí)現(xiàn)高光吸收和功率轉(zhuǎn)換效率需要繁瑣的分子設(shè)計(jì)、合成和篩選過程。 -6`;},Yr
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現(xiàn)在，來自EPFL的Grätzel和Anders Hagfeldt小組的科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出一種改進(jìn)兩個新設(shè)計(jì)的光敏劑染料分子包裝的方法，以提高DSC的光電性能。這兩種新的光敏劑可以在整個可見光領(lǐng)域內(nèi)定量地收集光線。這項(xiàng)新技術(shù)涉及在納米晶介孔二氧化鈦的表面預(yù)先吸附一層羥肟酸的衍生物。這減緩了兩種增感劑的吸附，使得在二氧化鈦表面形成了一個有序的、密集的增感劑層。 @;
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