神奇的"树叶"会发电奥地利用上浙江研发的新型太阳能电池

15 11月 2018

2018-11-15 09:07

在奥地利第二大城市格拉茨，新落成的地标建筑——科学塔的顶部装设了1000平方米新型太阳能电池。这座60米高的大楼由此完全实现能源自给，日前还登上了国际著名学术期刊《焦耳》的封面。记者获悉，这些电池核心元件的研发者来自浙江大学。

这种新型太阳能电池模拟绿色植物的光合作用，被称为染料敏化太阳能电池。它利用人工合成的有机化学材料，最终把太阳能转化为电能。染料敏化太阳能电池的结构就像一片树叶。制备时，先将一种半导体材料电子印刷在一片光学玻璃上，这就是“叶片”。随后将“叶片”浸泡在染料敏化剂中，直到染料完成吸附，“叶片”中就有了最关键的“叶绿素”——能够吸收光子，实现光电转化。

浙大化学系教授王鹏领衔的课题组与染料敏化原理太阳能电池的发明者、瑞士联邦理工学院教授格兰泽尔团队合作，开发出新的材料，增强电池吸收转化太阳能的能力，使这种电池的能量转换效率首次达到10％。这种新型太阳能电池在长期光热老化测试中表现出良好的稳定性，可在室外工作10到20年。

相比传统的硅晶体太阳能电池，染料敏化太阳能电池具有诸多优势。它制备成本低，无化学污染，且可制成多种颜色，能直接用作建筑的玻璃幕墙、屋顶或窗户等，实现光伏建筑一体化。此外，它的弱光效应好，虽能量转换效率略低于硅晶体太阳能电池，但每天工作时间可以超过8小时，比硅晶体太阳能电池多出一倍。

目前，该成果已实现产业化。浙大科研团队目前与瑞士光伏企业合作，产品应用于瑞士科技会展中心等建筑。王鹏说，欧盟已提出到2025年新建建筑物能耗自供应能力占到25%，代表了市场发展趋势，染料敏化太阳能电池的发展前景看好。