《自然材料》發(fā)表長(zhǎng)春應(yīng)化所染料敏化太陽(yáng)能電池研究新進(jìn)展
時(shí)間：2008-07-02
近日，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所高分子物理與化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王鵬研究員與瑞士科學(xué)家合作，在染料敏化太陽(yáng)能電池研究方面 取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果于6月29日在線發(fā)表于國(guó)際著名科學(xué)期刊《自然材料》上（Nature Materials, doi:10.1038/nmat2224）。
目前染料敏化太陽(yáng)能電池在氣團(tuán)1.5G測(cè)試條件下功率轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達(dá)到11.1% ，但是這種器件使用高揮發(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，但由于離子液體粘度高，所獲得器件的效率還不夠高。
王鵬及其合作者通過將多種固體鹽混合來(lái)實(shí)現(xiàn)體系固液相變時(shí)墑增，從而獲得室溫離子液體（中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枺?00710306662.1）。這一 共熔鹽概念大大拓寬了室溫離子液體的材料選擇范圍。更重要的是：基于這些高晶格能固態(tài)離子材料的液態(tài)共 熔鹽具有比傳統(tǒng)室溫離子液體更低的粘度和更高的電導(dǎo)率。以共熔室溫離子液體制備的太陽(yáng)能電池功率轉(zhuǎn)化效率達(dá)8.2%，刷新了無(wú)溶劑染料敏化太陽(yáng)能 電池的世界記錄，該器件在加速老化測(cè)試條件下表現(xiàn)出優(yōu)良的穩(wěn)定性。他們還通過將離子遷移率和系統(tǒng)粘度關(guān)聯(lián)，修正了經(jīng)典的斯托克斯-愛因斯坦方程，闡明碘三離子在離子液體 中的輸運(yùn)除傳統(tǒng)的物理擴(kuò)散外，還有物理擴(kuò)散耦合電子交換的機(jī)制。另外他們首次觀察到介孔導(dǎo)體中的電子輸運(yùn)受到陽(yáng)離子張弛的影響。此研究將大大推動(dòng)柔性染料敏化太陽(yáng)能電 池的商業(yè)化進(jìn)程，為便攜電子器件（如手機(jī)、隨身聽、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦等）提供新能源。此項(xiàng)工作被評(píng)審專家贊譽(yù)為“具有突破意義的工作”。 本項(xiàng)目得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃的資助。
