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高效太阳能电池制成的新型染料

日期:04-08-2016
摘要:

北卡罗莱纳州立大学的发明具有提高太阳能电池效率以及开发太阳能的其他技术的巨大潜力。 Ahmed El-Shaf […]

北卡罗莱纳州立大学的发明具有提高太阳能电池效率以及开发太阳能的其他技术的巨大潜力。

Ahmed El-Shafei博士的研究小组发明了一种新型的“敏化剂”或染料,它比目前的任何市场都能利用更多的环境光和阳光。染料,可用于染料敏化太阳能电池。

“第三方太阳能公司使用我们的新型染料北卡罗来纳大学10(NCSU-10)染料来比较市场上最先进的染料。我们的染料能力提高了14%,” El-Shafei说,他是纺织工程,化学和科学系的助理教授。 “换句话说,北卡罗来纳大学10号使我们能够收获更多的能量,但只有相同量的阳光。”

这种新的染料可以显着提高染料敏化太阳能电池的效率,这些太阳能电池具有广泛的应用范围。在室内,这些染料敏化太阳能电池技术可用于仅使用环境光来驱动手机,笔记本电脑和MP3播放器。在室外,它们可用于建筑集成光伏产品,包括但不限于窗户,外墙和天窗,用于传统的太阳能电池板或先进的能源驱动型应用中。

与市场上最先进的染料相比,北卡罗莱纳大学的10号染料吸收更多的光子,并且需要较低的染料浓度,因此它可以生产出用于窗户和外墙的更高效的太阳能电池,同时仍然允许窗户高度透明。

染料敏化太阳能电池使用廉价且环保的材料制备,包括染料,电解质和二氧化钛(TiO2),后者是牙膏中使用的白色成分。染料敏化太阳能电池吸收光子或离散的光电包,以利用入射光(或直接照亮表面的光)产生自由电子,这些入射光在电池等纳米多孔半导体(如二氧化钛)中进行。这些电子被转移到外部电路以产生电流。由于它们不依赖于入射光的角度并且对低光照条件具有高度响应能力,因此这种染料敏化太阳能电池在漫射照明,阴天或雨天中比传统的硅光伏产品的效率高20%至40% 。室内环境光就是这种情况,使染料敏化太阳能电池成为独特的光电产品。

该新染料的专利正在申请中,该大学正在与潜在的行业合作伙伴联系,以商讨北卡罗莱纳大学10号染料的使用许可,并资助该领域的其他研究。

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