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美国布法罗分校教授迈克尔·戴缇和罗彻斯特大学教授理查德·杰西艾森柏格领导的研究团队合成了一种新的光敏染料,能大大增强太阳能电池和氢燃料电池的效率。研究发表在最近的《美国化学学会会刊》上。 新染料产生电力的方式是,当太阳光照射到染料时,太阳光蕴含的能量会“敲击”染料中松散的电子,这些电子通过太阳能电池并形成电流。 产生氢气也以同样的方式开始:太阳光敲打染料,释放出电子。但这些电子并不会形成电流,而是流进一个催化剂内,并在此处驱动一个化学反应,将水分解成为氢气和氧气。 科学家已在实验室测试中证明,这种染料系统比传统染料产生氢气的速度更快,部分原因是该染料能够更好地吸收太阳光,同时更有效地运送电子。科学家还发现,新染料在同质的制氢系统中更有效,这些系统使用钴或者沉积在二氧化钛的铂作为催化剂。 这种染料一旦商业化生产,将成为一项物美价廉的基础性技术,为家用电器和氢燃料电动汽车等提供电力。戴缇希望其研究将能够有助于研发出更好的商业技术来制备太阳能电池和氢电池。
有助于了解染料敏化太阳能电池的原理和制备过程.1.We start with 2 glass plates. Each plate is coated with TCO (or Transparent Coated Oxide). This is a thin coating which is electrically conducting in much the same way as metal wire. The TCO consists of SnO2:F (:F indicates that the tin oxide is doped with a very small amount of Fluor). The coating is transparent to enable light to pass through without loss. Doping is the process where small quantities of foreign atoms are introduced to control the electronic properties of semi conductors.The function of the TCO is to transport the current produced from the solar cell to the power consuming device. The Minus electrode goes by the name of ‘Photo electrode”[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/08/200608231806_24512_1618618_3.jpg[/img]
研制高效的低成本的太阳能电池是全球共同面临的巨大挑战。染料敏化太阳能电池因其具有成本低廉、工艺简单、可小型化、环境友好等优点,展现出广阔的产业化前景。而实现太阳能电池高转化效率的首要途径是尽可能提高太阳光的利用率,这就要求电池电极能最大限度地捕捉太阳发出的各种光线,并实现高效的光电转换。新材料的研发为提升太阳能电池的效率提供了新思路。黑磷,作为一种具有二维层状结构的直接带隙半导体材料,展现出优异的光电性能,被广泛视为新的“超级材料”,在半导体工业、光电器件、光学探测、传感器、光热治疗等多个领域展现出巨大的潜在应用价值。近期研究发现,大小仅为几个纳米的黑磷量子点还具有很高的近红外消光系数,可实现近红外光的高效吸收。近期,中国科学院深圳先进技术研究院喻学锋研究员与中南大学杨英副教授以及肖思副教授等合作,创新性地将黑磷量子点应用于构筑染料敏化太阳能电池的光阴极。团队利用黑磷量子点的近红外强吸收和高光电转换能力,将黑磷量子点沉积于多孔导电聚苯胺薄膜表面,制备出可红外光响应的光阴极,与光阳极形成互补的光吸收,将器件的光吸收范围扩展至可见-红外波段,从而组装成可双面进光的准固态染料敏化太阳能电池。电池性能测试结果表明,沉积黑磷量子点后光阴极实现了对低能红外光子的充分利用,并有效增加了器件的光生载流子浓度,从而将太阳能电池的光电转换效率提高了20%。该研究成果表明黑磷在太阳能电池、光伏器件等领域的巨大应用潜力。相关论文发表在AdvancedMaterials(DOI: 10.1002/adma.201602382),并被选为当期封面故事。巨纳集团低维材料在线商城91cailiao.cn,专注材料服务,主要销售以低维材料为代表的相关的实验室耗材和工具,比如各类二维材料(包括狄拉克材料),一维材料,零维材料,黑磷BP,石墨烯,纳米管,HOPG,天然石墨NG,二硫化钼MoS2,二硒化钼MoSe2,二硫化钨WS2,hBN氮化硼晶体,黑磷,二碲化钨WTe2,二硫化铼ReS2,二硒化铼ReSe2量子点,纳米线,纳米颗粒,分子筛,PMMA.....积极为广大科研院所提供更加优异的低维材料,推动新型材料的研究。