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印度科學家研發出效率達 40% 的染料敏化太陽能電池,可用于室內應用

2024-12-02 17:25  瀏覽:  

、印度研究團隊提高了基于共敏有機染料的室內染料敏化太陽能電池的功率轉換效率和穩定性。最佳室內光伏設備在 4000 勒克斯熒光燈下效率達到 40%,在標準 AM 1.5G 一太陽光照下效率達到 10.40%。

這種太陽能電池又稱為格拉澤爾太陽能電池,以其發明者洛桑聯邦理工學院(EPFL)教授邁克爾·格拉澤爾(Michael Grätzel )的名字命名,用于利用室內光線為無線傳感器或物  聯網等電子設備供電。

該團隊利用一種新型星爆三苯胺敏化劑 (RJ-C6) 開發了這種電池,該敏化劑與 XY1b 染料及其自身的不對稱雙物種銅 (II/I) 電解質相結合。“染料的精確結構設計促進了協同效應,從而實現了高效的分子堆積、增強了染料負載并改善了可見光吸收,”Soman 繼續說道。“此外,這種配置為防止反向電子轉移和復合創造了強大的屏障。”

這項研究最具挑戰性的方面是確定用于共敏化的理想染料組合。“分子結構的細微變化,例如改變烷基鏈長或加入三鍵,都會對低強度室內光下的光伏性能產生重大影響。在半導體(TiO?)上實現最佳染料填充至關重要,”Soman 說道。

在室內照明下表現良好的染料、電解質、半導體孔隙率和設備結構的組合與針對標準陽光條件優化的組合有很大不同。“專門為室內應用定制所有這些參數是我們成功的關鍵,”Soman 解釋道。

性能最佳的器件具有與整個熒光光譜重疊的全色吸收。據研究人員稱,在 100 勒克斯下,器件的效率達到 35%,在 1000 勒克斯下,器件的效率達到 37%,在 4000 勒克斯下,器件的效率達到創紀錄的 40%,他們表示,這使得 DSC 更接近成為“室內光伏應用的有吸引力的候選者”。

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