新型染料大幅提高染料敏化太阳能电池效率

AhmedEl-Shafei博士研究小组发明了一种新的敏化剂或染料，可利用更多的环境光和太阳光，胜过目前市场上的任何染料，可用于染料敏化太阳能电池（DSSCs：dye-sensitizedsolarcells）。

一家第三方太阳能公司用我们的新染料，就是北卡罗来纳州大学10号（NCSU-10）染料，对比市场上最先进的染料。我们的染料功率密要高14％以上，埃尔-沙飞说，他是纺织工程、化学和科学系助理教授。换句话说，北卡罗来纳州大学10号让我们可以收获更多的能量，但只需等量的阳光。

这种新染料可显著提高染料敏化太阳能电池的效率，这种电池有一系列应用。在室内，这些染料敏化太阳能电池技术，可用于驱动手机、笔记本电脑和MP3播放器，这只需使用环境光线。在户外，它们可以用于传统太阳能电池阵列，或在先进的能源驱动应用中，用作建筑一体化光伏产品，包括窗户、外墙和天窗，但不局限于这些。

对比市场上最先进的染料，北卡罗来纳州大学10号染料可吸收更多的光子，只需较低的染料浓度，因此可制备更有效的太阳能电池，用于窗户和外墙，同时仍然可以让窗口高度透明。

染料敏化太阳能电池的制备，是采用廉价和对环境无害的材料，包括染料、电解质和二氧化钛（TiO2），二氧化钛就是牙膏中使用的白色成分。染料敏化太阳能电池吸收光子，或离散光子束（discretepackets），用入射光线（或直接照射在表面上的光）创造自由电子，这是在纳米多孔半导体如二氧化钛中进行，都是在电池中。这些电子转移到外部电路，产生电流。由于它们不依赖入射光的角度，而且高度响应低水平照明条件，所以，这种染料敏化太阳能电池效率比传统硅光伏产品要高20%至40％，在漫射光照，阴天或阴雨天，以及室内环境光线中，都是这样，这就使染料敏化太阳能电池成为一种独特的光电产品。

一项专利正在申请，就是针对这种新染料，而且，大学正在联系可能的产业合作伙伴，商谈许可使用北卡罗来纳州大学10号染料，以及资助这一领域的其他研究。