長春應(yīng)化所染料敏化太陽能電池研究取得新進展
2008-07-02 來源：中國聚合物網(wǎng)
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近日，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所高分子物理與化學(xué)國家重點實驗室王鵬研究員與瑞士科學(xué)家合作，在染料敏化太陽能電池研究方面取得重要進展，相關(guān)成果于6月29日在線發(fā)表于國際著名科學(xué)期刊《自然材料》上(Nature Materials, doi:10.1038/nmat2224)。
目前染料敏化太陽能電池在氣團1.5G測試條件下功率轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達到11.1% ，但是這種器件使用高揮發(fā)、高毒性的乙腈電解質(zhì)，大大阻礙了其實用化進程。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實現(xiàn)體系固液相變時墑增，從而獲得室溫離子液體(中國專利申請?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能電池功率轉(zhuǎn)化效率達8.2%，刷新了無溶劑染料敏化太陽能電池的世界記錄，該器件在加速老化測試條件下表現(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除傳統(tǒng)的物理擴散外，還有物理擴散耦合電子交換的機制。另外他們首次觀察到介孔導(dǎo)體中的電子輸運受到陽離子張弛的影響。此研究將大大推動柔性染料敏化太陽能電池的商業(yè)化進程，為便攜電子器件(如手機、隨身聽、數(shù)碼相機、筆記本電腦等)提供新能源。此項工作被評審專家贊譽為“具有突破意義的工作”。
本項目得到了國家自然科學(xué)基金、中科院“百人計劃”和國家重大科學(xué)研究計劃的資助。
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（責(zé)任編輯：龍翔）
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