染料敏化太阳能电池的新效率基准

科学家在无溶剂染料敏化太阳能电池中实现了8.2%的创纪录光转换效率。在不使用挥发性有机溶剂的情况下，这种效率的突破将使得可以在轻量，廉价，柔性的染料敏化太阳膜上进行大规模户外实际应用，这些膜在长时间的光和热暴露下是稳定的。

这篇新论文于6月29日在EPFL教授Michael Graetzel，Shaik Zakeeruddin及科学院长春应用化学研究所的同事们的“自然材料”杂志上发表。

20世纪90年代由EPFL的MichaelGrätzel发明的染料敏化太阳能电池技术显示出作为昂贵的硅太阳能电池的廉价替代品的巨大希望。染料敏化细胞模仿植物和某些藻类将阳光转化为能量的方式。这些电池由多孔薄膜组成，这些薄膜由二氧化钛制成的微小(纳米尺寸)白色颜料颗粒组成。

后者覆盖有与电解质溶液接触的染料层。当太阳辐射撞击染料时，它在颜料纳米颗粒中注入负电荷并且在电解质中注入正电荷，导致太阳光转换成电能。与传统的硅基太阳能电池相比，这些电池价格低廉，易于生产，并且可以承受长时间的光和热。

目前，最先进的染料敏化电池的总光转换效率大于11%，仍然比硅电池技术低约两倍。

染料敏化电池技术的主要缺点是电解质溶液，其由挥发性有机溶剂组成并且必须小心密封。这与溶剂渗透塑料的事实一起阻碍了大规模户外应用和集成到柔性结构中。

为克服这些限制，Grätzel及其同事开发了一种新概念 – 三种固体盐的混合物，作为使用有机溶剂作为电解质溶液的替代品。当三种固体组分以正确的比例混合在一起时，它们变成熔体，显示出优异的稳定性和效率。

Grätzel相信，进一步开发这些类型的电解质混合物将导致染料敏化太阳能电池技术的大规模实际应用，从而加强太阳能作为替代能源生产基石的作用。