為染料敏化太陽(yáng)能電池注入新生命

研究人員準(zhǔn)備重新啟動(dòng)用于染料敏化太陽(yáng)能電池的芳香族稠合卟啉敏化劑領(lǐng)域，這是目前最有效的太陽(yáng)能高效太陽(yáng)能技術(shù)。京都大學(xué)綜合細(xì)胞材料科學(xué)研究所的研究人員通過(guò)調(diào)整和更新其結(jié)構(gòu)，使一種流行的染料敏化太陽(yáng)能電池更加高效。發(fā)表在化學(xué)會(huì)志(JACS)，團(tuán)隊(duì)報(bào)告10.7%的功率轉(zhuǎn)換效率，最高的卻為這種染料敏化太陽(yáng)能電池的串聯(lián)改編的，可目前最高效的太陽(yáng)能技術(shù)。

目前的染料敏化太陽(yáng)能電池由覆蓋有分子染料的多孔二氧化鈦層構(gòu)成。當(dāng)陽(yáng)光被吸收時(shí)，電子在通過(guò)時(shí)被激發(fā)，并在被“再循環(huán)”之前被收集用于供電，再次引入電解質(zhì)并返回染料分子。由于它們重量輕，密度低，因此作為當(dāng)前屋頂太陽(yáng)能電池板的替代材料具有很高的行業(yè)吸引力。

構(gòu)建這些太陽(yáng)能電池有不同的方法;芳香環(huán)融合到卟啉核心是最有吸引力的，因?yàn)樗鼈兒芎玫匚占t光。然而，它們有它們的缺點(diǎn)：電子只能在短時(shí)間內(nèi)被激發(fā)，有聚合傾向，難以轉(zhuǎn)換為動(dòng)力。

為了提高效率，Hiroshi Imahori，Tomohiro Higashino及其同事研究了與卟啉核心融合的亞甲基橋接材料的使用。他們認(rèn)為這將克服缺點(diǎn)，特別是通過(guò)抑制聚集和增強(qiáng)能量轉(zhuǎn)換。

使用新型分子染料DfZnP-iPr，它們實(shí)現(xiàn)了比先前報(bào)道的更高的效率。他們相信他們的研究將重振這些高性能太陽(yáng)能電池的芳香族稠合卟啉敏化劑的探索。

“人們?cè)絹?lái)越關(guān)注化石燃料的使用和環(huán)境問(wèn)題，這意味著我們需要努力改善可持續(xù)能源系統(tǒng)。我們的工作提高了輕質(zhì)和有吸引力的太陽(yáng)能技術(shù)的效率，我們希望能夠刺激研究界進(jìn)一步探索芳香族稠合卟啉敏化劑，用于高性能染料敏化太陽(yáng)能電池。“京都大學(xué)綜合細(xì)胞材料科學(xué)研究所(iCeMS)的Hiroshi Imahori說(shuō)