[00653810]高效低成本染料敏化太阳能电池

"染料敏化太阳能电池"是一种以利用自然界光为合成原料的新型光伏电池.这一新型的太阳能电池具有光电转换效率高，成本低，原材料丰富，无毒，制作工艺简便，可卷对卷印刷柔性电池等特点，其成本只有硅电池的五分之一到十分之一，被认为是可替代传统硅太阳能电池的新一代太阳能电池，有着广阔的市场前景.该成果涉及的技术性能指标包括: 1.开发出高效刚性基底电池5x5cm<'2>和10x10cm<'2>及15x15cm<'2>的大面积核心器件，效率已达到4-8%.2.开发出轻型复合结构半柔半刚金属染料敏化太阳能电池，电池的重量较传统的刚性玻璃基板电池减轻一半，光电转换效率比全柔性太阳能电池提高30%以上.3.设计合成出在780-1000nm附近具有较强吸收的高性能染料，并组装叠层染料敏化太阳能电池.使叠层太阳能电池的光电转换效率在现有基础上提高20-30%，即效率达到9-13%.该成果可用于建筑业、汽车制造业、照明行业等，染敏电池与建筑的一体化减少建筑能耗，推动光伏组件的应用和批量生产，从而进一步降低其市场价格，同时又可以减少建筑物的整体造价.将染敏太阳能电池与汽车一体化，如汽车光电门窗及天窗，以及光电遮光膜等都是潜在的待开发的用途;利用其特点也可开发更广泛的用途，例如制作多彩太阳能电池及可设计各种造型的太阳能电池等.可以期待，该项目的实施不仅对染敏太阳能电池领域意义重大，而且又具有非常深远的国家经济战略意义.4.染敏电池高温高湿度耐久性实验已通过，并推算出其耐久性与硅电池接近，可达到15-20年的寿命.该成果涉及的材料稳定性、制备重复性、以及器件制作成功率等方面技术均已较为成熟.首先，从整体器件制作方面，成果已经通过实验室小试阶段，小试产品在国内权威研究机构清华大学进行了相关技术成果的技术检测和测试分析.结果表明，器件的效率已达到10%以上，具有可商业化的前决条件;器件优良率也在90%以上，技术水平已处于国内外领先水平.该项目拟进行中试及小批量试生产.其次，从制作器件的各种材料的稳定性来看，材料的制备收率高，纯度高，基于开发的高效低成本材料生产的器件重复性好，良率高.另外，各组成器件的材料稳定性高.从高效的光阳极半导体材料、稳定价格低廉的类铂对电极催化材料、以及绿色稳定的离子液体电解液等材料来看，在实际使用条件下的可靠性、耐久性、安全性已通过各国相关研究机构和企业的考核.用户反映良好.最后，整体器件的稳定性和耐久性较好.从日本研究机构的测试结果表明，在加速老化和长期连续使用的条件下，器件的耐久性至少可达15年.该成果可用于建筑业、汽车制造业、照明行业等，染敏电池与建筑的一体化减少建筑能耗，推动光伏组件的应用和批量生产，从而进一步降低其市场价格，同时又可以减少建筑物的整体造价.将染敏太阳能电池与汽车一体化，如汽车光电门窗及天窗，以及光电遮光膜等都是潜在的待开发的用途;利用其特点也可开发更广泛的用途，例如制作多彩太阳能电池及可设计各种造型的太阳能电池等.可以期待，该项目的实施不仅对染敏太阳能电池领域意义重大，而且又具有非常深远的国家经济战略意义.