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xizisixian金蟲 (正式寫手)
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更便宜的新型太陽能電池-from huanqiukexue.com 已有5人參與
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美國萊斯大學和中國清華大學的最新聯(lián)合研究成果表明，碳納米管叢可以取代鉑電極，作為效率更高的電極，應用在染料敏化太陽能電池（DSC）之中。 萊斯大學和清華大學共同研制的染料敏化太陽能電池中，碳納米管取代了常規(guī)的鉑電極，硫基電解質(zhì)取代了碘電解質(zhì)。研究人員希望這些改進能夠使染料敏化太陽能電池性能更好，成本更低。 美國萊斯大學的材料學家Jun Lou教授宣布，他們成功研制出一種單層壁納米管陣列，與染料敏化太陽能電池中常用的鉑電極相比，它具有更優(yōu)良的電活性，而成本卻更低。將該碳納米管陣列與中國清華大學最新開發(fā)的硫基電解質(zhì)聯(lián)合使用，研究人員有望研制出更高效、更耐用的新型太陽能電池，新電池的成本可能只是傳統(tǒng)硅基太陽能電池成本的零頭。 這項研究工作的詳細情況，由公開發(fā)表在《科學報告》（Scientific Reports）上。 Lou教授坦言，這種新型的染料敏化太陽能電池比硅基固態(tài)太陽能電池更容易制作，但其工作效率卻不如硅基電池。 “DSC通過染料敏化來工作，比如果汁就是很理想的有機染料，許多學生在做演示實驗時都會用到�！比玖衔展庾�，然后釋放出電子，電子首先被集電器上的氧化鈦半導體材料層捕獲，然后穿過另一個集電器流向反電極。 Lou教授指出，在傳統(tǒng)的染料敏化太陽能電池制造過程中，一般是使用碘基電解質(zhì)。但是碘很容易引起金屬集電器的腐蝕，導致電池使用壽命較短。此外，碘基電解質(zhì)很容易吸收可見光，這意味著可以被利用的光子更少。 因此，清華大學的研究人員決定，嘗試使用一種幾乎不會吸收可見光的、低腐蝕性的硫基電解質(zhì)，取代傳統(tǒng)的碘基電解質(zhì)，并將其與萊斯大學研制成功的單層壁碳納米管一起應用到太陽能電池中。 Lou教授表示，“碳納米材料是一種多功能的材料。萊斯大學研究單層壁碳納米管已經(jīng)有許多年了將單層壁碳納米管與硫基電解質(zhì)一起應用到染料敏化太陽能電池中，只是該材料的新用途之一。 萊斯大學和清華大學都致力于研發(fā)太陽能電池，他們研制的新型太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化率達到了5.25%，這與采用碘基電解質(zhì)和鉑電極的傳統(tǒng)染料敏化太陽能電池最高11%的能量轉(zhuǎn)化率相比，還比較低，但是遠遠高于采用新型硫基電解質(zhì)和傳統(tǒng)鉑電極的對照組電池。Lou教授表示，新型電解質(zhì)與反電極之間的電阻非常小，已經(jīng)低于歷史記錄。 不過，還有很多工作要做。Lou教授說：“碳納米管與集電器之間的接觸電阻仍然非常大，碳納米管的結(jié)構(gòu)缺陷對性能的影響也有待深入研究。但是我相信，只要我們優(yōu)化好各種因素，我們就能制造出成本非常低廉的高效率太陽能電池。它最大的優(yōu)勢就在于制造成本非常低，從而有望成為硅基太陽能電池的替代品�！� |
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