染料(liào)敏化納米(mǐ)薄膜太陽電池研發獲突(tū)破 (2004-11-22)
發布時間(jiān):2007-12-04
作者:
來源:科學網
瀏覽:1069
記者日前從中科院等離子體物理研究所獲悉,該研究所為主要承擔單位的大(dà)麵積染料敏化納米薄膜太(tài)陽電池研究項目取得了重大突破性進(jìn)展,於今年10月中旬建成(chéng)了500瓦規模的小型示範電站,光電轉換效率達5%,使我國(guó)在該研究領域處於世界領先水(shuǐ)平。
近20年(nián)來,作為人類解決(jué)未來能源問題的途(tú)徑之一(yī),各類(lèi)太(tài)陽電池的研究與應用得到了很大(dà)發展。矽太陽電池已實現商業應用,但因受原材料、工藝技術和價格的限(xiàn)製,要想在近期內得到大規模的(de)應用還比較困難。1991年,瑞士洛桑高等工業學校M. Graetzel教授領導的研究小組利用(yòng)光合作(zuò)用原理,采用納米多孔二氧化鈦半導體膜,利用實(shí)驗室合成的染料,並選用適當的氧化-還原電解質,發明了一種染料敏化納(nà)米薄膜電池,小麵積(0.2平方厘米(mǐ))電(diàn)池光電轉換效率超過10%。由於這種電池成本低廉,製作(zuò)相對簡單,能耗低,性能穩定,環境友好,顯示出強大的商業應用價值,歐、美、日等國投入大量資金進行了研發。但是(shì),具有實用化意義的大麵積電池研製一直是限製該項目發展的主要“瓶頸”,各國研(yán)發的具(jù)有實用(yòng)化意義(yì)的大麵積電池的光電轉換(huàn)效率一直低於5%左右。
中(zhōng)科院等離(lí)子體所(suǒ)於1994年提出開展染料敏化納米薄膜電池(chí)研究,主要目標是滿足西部貧(pín)困地區缺電居(jū)民的日常能源需求。他們借助國際科學文化中心世界實(shí)驗室對(duì)再生能源項目的(de)支持,與洛桑高等工業學(xué)院建(jiàn)立了友好協作(zuò)關係。1997年,與澳大利(lì)亞STA公司簽訂了長期合作研究和開發協議。在(zài)中科(kē)院院長特別(bié)基金、中科院知識(shí)創新工程和科技部“973”項目(mù)支持下,他們聯合中科院化學所和理化所(suǒ)進(jìn)行攻關,從0.5厘米×0.5厘米太陽電池的基礎研究入手,逐步發展到1.5厘米×5厘米的電池。到2003年,在大麵積電池科學研究和製作工(gōng)藝技術上取得突(tū)破,製備出15厘米(mǐ)×20厘米的電池板,在室內一個太陽光照(zhào)時(shí)光電轉換效率為6.2%,0.5個太陽光照時效(xiào)率達到7.3%;組成的40厘(lí)米×60厘米實用化電(diàn)池組件,室外(wài)0.95個太陽光照光電轉換效率達6.41%,同時組(zǔ)裝出了0.8米×1.8米的電(diàn)池方陣。近期,在實(shí)驗室小批量實(shí)用化生產和技術研究(jiū)上取得重大進展,建成500瓦規模的小型示範電站,光電轉換效率達到5%。這項成果使我國大麵積染料敏化納米薄膜太陽電池的研(yán)製水平處於國際(jì)領先(xiān)地(dì)位,為進一步推動低(dī)成本太陽(yáng)電池在我國(guó)的實(shí)用化打下(xià)了牢(láo)固基礎。10月下(xià)旬,該(gāi)電池發明人、瑞士洛桑高等工業學院的M.Graetzel教授在等離子體所現場察看了研究進展後(hòu)表示,這是(shì)本領(lǐng)域裏(lǐ)突破性(xìng)的(de)進展,會引起全世界的關注。作為發明(míng)人,他感到非常高興。他表示將進一步加(jiā)強與等離子體(tǐ)所在基礎研(yán)究上的合作(zuò),為進一步提高(gāo)大麵積電池的性能而努力。10月29日,在世界實驗室年會上,M.Graetzel教(jiāo)授(shòu)重點介紹了中(zhōng)國在該領域內(nèi)取得的重大進展,並給予了積極評(píng)價。