卤素可使太阳能电池的性能提高25％

2019-06-21 16:55:37 编辑：来源：

导读不列颠哥伦比亚大学和北卡罗来纳大学教堂山分校的新研究表明，在染料敏化太阳能电池中使用卤素 - 一类包括氟化物，溴，氯和碘的元素 -

不列颠哥伦比亚大学和北卡罗来纳大学教堂山分校的新研究表明，在染料敏化太阳能电池中使用卤素 - 一类包括氟化物，溴，氯和碘的元素 - 可以将转换效率提高25分。这一发现可为改进太阳能电池设计奠定基础。

“染料敏化太阳能电池是一种用于城市应用的有前景的先进太阳能电池，但由于转换率在7%至14%之间，因此还有很大的改进空间，”主要作者，弗雷泽帕拉兰说，他是一名研究生。 UBC的化学。“这是第一个直接证明卤素及其与其他分子形成的键可能是提高染料敏化太阳能电池性能的关键因素。”

染料敏化太阳能电池由电解质，两个电极和涂有光吸收染料的薄半导体膜组成。当光照射到染料上时，它将电子释放到半导体中并从那里释放到电极，产生电流。

为了使电池正常工作，电解质必须用电子不断快速地再补给染料。研究人员发现卤素的存在加速了这种电子转移。他们用含有氟，溴，氯或碘的四种不同染料进行了实验，并在同步加速器上使用X射线吸收光谱技术来观察该过程。

“Halogens并不是太阳能电池研究的焦点。它们形成非常弱的瞬态键，存在时间不到10微秒，它们通常只占太阳能电池中所有原子的一小部分。我们是很高兴证明这些债券可以在太阳能转换方面产生如此显着的差异，“UBC的化学和化学和生物工程教授Curtis Berlinguette说道。

研究人员还发现，卤素越大，染料再供给电子的能力越强。含有碘的染料(其半径大于氟的两倍)通过电解质再生几乎快三倍。

“总的来说，这些发现可以帮助我们微调染料敏化太阳能电池中的相互作用，从而优化其性能。这可以为寻求廉价高效的能量转换技术开辟新的探索途径，”Berlinguette补充道。

标签：太阳能电池

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