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索尼開發(fā)出轉(zhuǎn)換效率為9.9%的色素增感型太陽能電池

發(fā)布時間:2010-12-22 來源:日經(jīng)BP社

新聞事件:

  • 索尼開發(fā)出轉(zhuǎn)換效率為9.9%的色素增感型太陽能電池

事件影響:

  • 提高光的吸收效率
  • 達到9.9%的轉(zhuǎn)換效率
  • 解決色素間電子交換對提高效率沒有幫助的問題

索尼2010年11月宣布,開發(fā)出了模塊面積為4cm×5cm(開口部面積為17.11cm2)、轉(zhuǎn)換效率為9.9%的色素增感型太陽能電池(DSC)。 2008年3月單個模塊的轉(zhuǎn)換效率為7.5%,2009年4月為8.4%,2010年5月為9.5%,此次為10%。此前曾有報告稱,如果色素增感型太陽能電池為面積不到數(shù)mm見方的“小單元”,可達到12.3%的轉(zhuǎn)換效率,但數(shù)cm見方的模塊達到9.9%的轉(zhuǎn)換效率,堪稱全球頂級水平。索尼的小單元轉(zhuǎn)換效率達到了11.0%。

作為提高性能的關(guān)鍵,索尼列舉了自主開發(fā)的“協(xié)同效應(yīng)”技術(shù)。該技術(shù)組合使用吸收光的波長及吸收率不同的2種色素。目的是提高光的吸收效率,擴大可利用的波長范圍。

此次的電池與使用不同色素形成串聯(lián)構(gòu)造的太陽能電池的不同之處是混合使用了兩種色素。雖然其他研究小組此前也嘗試過,但“會在色素間發(fā)生電子交換,對提高效率沒有幫助”(索尼核心元件開發(fā)本部環(huán)境能源業(yè)務(wù)開發(fā)部門發(fā)電元件開發(fā)部統(tǒng)括部長野田和弘)。索尼表示,通過改進在色素的分子構(gòu)造中結(jié)合使用氧化鈦(TiO2)的部分,解決了這一課題。

索尼此前就表示,“實用化的目標是模塊效率達到10%”。此次的9.9%基本上達到了這一目標。此外,索尼還開發(fā)出了可提高耐久性的凝膠狀電解質(zhì),以及可代替成本較高的鉑(Pt)電極的碳電極。可以說,索尼距離實現(xiàn)“發(fā)電窗戶”及發(fā)電家電產(chǎn)品的目標又近了一步。

利用協(xié)同效應(yīng)實現(xiàn)11.0%的轉(zhuǎn)換效率

利用協(xié)同效應(yīng)實現(xiàn)11.0%的轉(zhuǎn)換效率
(a)表示索尼自主開發(fā)的“協(xié)同效應(yīng)”的圖。面積為0.1884cm2的小單元轉(zhuǎn)換效率為11.0%。虛線標識的紅圈部分表示在材料方面特別加以改進的部分。(b)為索尼利用色素增感型太陽能電池技術(shù)試制的“可發(fā)電窗戶”。

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