（節(jié)選）
中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所王鵬研究員在《2009科學(xué)發(fā)展報(bào)告》上發(fā)表了題為“染料敏化太陽電池的新進(jìn)展”的文章，對染料敏化太陽電池的工作原理、面臨的問題及發(fā)展趨勢進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹。
文章首先介紹了染料敏化太陽電池的工作原理，染料敏化太陽電池的工作機(jī)理類似于光合作用，其中的光敏染料，相當(dāng)于樹葉中的葉綠素，當(dāng)光照射時(shí)，產(chǎn)生光生電子，電子在納米二氧化鈦薄膜中傳輸，被集流器收集，并輸出到外電路做功。
文章接著分析了染料敏化太陽電池面臨的問題及發(fā)展趨勢。染料敏化太陽電池是目前唯一高效的模仿仿植物光合作用的太陽電池。目前國際上面臨的兩個(gè)重大問題是氧化還原電解質(zhì)和光敏染料，而中國科學(xué)家在解決這兩個(gè)問題上取得了突出成就。
第一個(gè)問題是氧化還原電解質(zhì)，目前的高效電池均使用高揮發(fā)、高毒性的乙腈電解質(zhì)，大大阻礙了其實(shí)用化進(jìn)程。不揮發(fā)的室溫離子液體為解決該問題提供了一種重要方案。作者給出了解決途徑：即通過將多種固體鹽混合來實(shí)現(xiàn)體系固液相變時(shí)熵增，從而獲得室溫離子液體。并認(rèn)為將來發(fā)展趨勢是從揮發(fā)性電解質(zhì)到低揮發(fā)和非揮發(fā)性電解質(zhì)。
第二個(gè)問題是光敏染料，目前國內(nèi)外使用的主流染料為多吡啶釕配合物，熱穩(wěn)定性都較差。2008年中國科學(xué)家開發(fā)的中國品牌染料C101是目前國際上報(bào)道的染料敏化太陽電池的最高效率。另一個(gè)解決途徑是全有機(jī)染料，通過降低染料在高極性電解質(zhì)中的溶解度，來避免器件長期操作過程中有機(jī)染料從半導(dǎo)體納米晶表面脫附，從而提供基于全有機(jī)染料的器件的穩(wěn)定性。作者認(rèn)為將來的發(fā)展趨勢是從昂貴的釕染料到廉價(jià)的有機(jī)染料。
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