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日立染料化学太阳能电池实验室效率达9.3%

晨怡热管 空间提供 2008/4/1 21:28:59
 日立制作所日前试制成功了色素(染料)增感型太阳能电池的大尺寸面板,并在正于东京BigSight国际会展中心举行的纳米技术展“NanoTech 2004”(2004年3月17日~19日)上进行了展示。此次日立展示的是将4个每边约为10cm的电池面板连接起来的电池组件。在实验室内进行的光电转换效率试验中得出的数据为9.3%,“为同类太阳能电池之最”(该公司)。


日立制作所试制的色素增感型太阳能电池。光电转换效率与使用非结晶硅的太阳能电池相当。


  该公司此次推出的色素增感型太阳能电池的结构如下:利用通过喷涂和烧制附着在玻璃底板上的透明电极上的多孔质TiO2(二氧化钛)吸收有机色素,留出10几μm的间隙,然后用金属异性电极将其夹在中间。电极间的空隙中充满碘溶液。在阳光照射后有机色素产生电势,使电子经由TiO2流向透明电极。通过电路流向相对金属电极的电子将被碘溶液中的I-离子接收成为I3-离子。然后I3-离子将向色素释放电子,形成整体的电流流动。

  此次该公司的创意在于TiO2的烧制方法。该方法是京都大学能源理工学研究所的足立基齐教授和日立制作所共同研究的成果。该成果的最大特点在于可以通过精确控制TiO2的烧制温度,使得结晶颗粒的直径增大至10nm左右。单粒结晶越大则电流越容易流动。使用+300℃~+400℃烧制时得到的结果最好。

  虽然9.3%的光电转换效率比目前的主流产品--硅太阳能电池的15%~18%的光电转换效率低,但获得的电流量却接近硅太阳能电池。“此次试制的产品与市场上使用非结晶硅的太阳能电池产品效率几乎相同”.

  目前需要解决的是面板的耐久性等问题,但据说试制品中使用的有机色素可使用10年以上。“硅的熔解温度为+1400℃。可在+300℃~+400℃下生产的这一方法的成本仅为硅太阳能电池的1/5左右。以上结果是按使用寿命8年、能收回生产成本的条件来计算的”

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