染料敏化太阳能电池实现“零排放”

风电机组国产化获得突破 整机制造逐步完善

光伏产业作为新能源领域的生力军，已成为江苏增长最快的高新技术产业之一。但是，作为清洁能源代表的硅太阳能电池，产业链上游的硅原料生产却是高能耗和高污染产业。为此，科学家已着手研制用更多新材料制备太阳能电池。

南京工业大学教授冯晓东向记者介绍，其中一种新型太阳能电池，使用了廉价的性能很好的纳米二氧化钛为电池的负极，然后在纳米二氧化钛上吸附一层对太阳光敏感的有机染料，所以叫染料敏化太阳能电池。它制作的原材料简单易得，工艺并不复杂，功能如同于一片树叶，所以被形象地称为“人造树叶”。

和树叶相比较，染料敏化太阳能电池中所使用的染料，就如同树叶中的叶绿素，在太阳光的照射下，会产生电子，纳米二氧化钛电极则是集结电子的收集器。这种电池只要在光照下，就会源源不断地产生电子，将光能直接转化为太阳能，而且不会排放任何废物。

据悉，由于二氧化钛具有较好的可见光透过率，所以这种“人造树叶”几乎是透明的，薄如蝉翼而且可以随意弯曲，随着材料和器件结构的不断改进，这种神奇“树叶”的商业化前景非常乐观。

专家介绍，这种透明的“树叶”如果做成大面积的，有可能代替玻璃，只要接收光照，就可以为室内小型电器提供动力，也可以为室外广告牌提供电力。在高原沙漠地带，只要在车顶上架个装有“人造树叶”的大篷，就可以为小型汽车提供动力，人们长途旅行时就不用担心汽车缺少燃油，还免除了旅行中额外的辎重。

此外，这种可弯曲并且透明的电池不但收放自如，还能层叠起来，提高太阳光的利用率，在航天方面将是宇宙飞船或者卫星动力的新宠。

冯晓东介绍，和其他类型的太阳能电池相比较，染料敏化太阳能电池能量转换效率虽然不是最高的，但是它制备工艺简单，成本低廉，能达到很高的性价比，成本只有硅电池的五分之一到十分之一，所以目前国内外都有科学家在进行相关研制，但普遍存在的问题是光电转化率较低。“太阳能的光谱很宽，但现在染料‘捕光’的能力比较弱，只能吸收太阳能中的可见光，大量的红外光等不能被吸收，这是很大的浪费。”

据悉，东南大学和南京工业大学等高校专家们正着手这种新型太阳能电池的研究。南京工业大学材料科学与工程学院在化工领域有着得天独厚的优势，凭借这种优势，专家正在寻找效率更高的有机染料，使不同波长的阳光都能被“染料”抓住，进一步提高其光电转化效率。