瑞士開發新透明光敏染料 創DSC太陽能電池效率新記錄

編譯/Elisa

介觀結構染料敏化太陽電池(DSCs),以32年前開發者命名,因此也常被稱為Grätzel 電池,藉由使用光敏染料(photosensitizers)將光轉化成電能。現在瑞士洛桑理工學院發現一種製造透明光敏染料的方法,透過光激發染料分子活性,進而吸收整個可見光譜範圍內的光,在這之前,DSC電池大多依賴陽光直射。

瑞士開發新透明光敏染料 創DSC太陽能電池效率新記錄。示意圖/123RF

研究人員表示,兩種新光敏染料的分子堆疊(molecule packing)經過改良,能提升DSC電池的光伏性能(photovoltaic performance),一起使用時就能在整個可見光譜範圍內定量收集光。這種方法需要先吸附二氧化鈦中孔奈米晶型(nanocrystalline mesoporous)表面上的異羥肟酸衍生物(hydroxamic acid derivative),才能減緩兩種光敏染料的吸收,讓二氧化鈦表面產生一層密集有序的光敏染料。

透過共敏化(cosensitization)設計組合光敏染料而生產的DSC電池,將能源轉換效率提升至破記錄的水平,研究團隊進行500小時的長期運作穩定性測試後,終於首次做出在模擬全球陽光下,能源轉換效率達15.2%的DSC電池;在廣泛的環境光強度範圍內則能達到28.4%到30.2%,穩定性也非常出色。

資料來源:Interesting Engineering

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