高效室內(nèi)太陽能光伏電池誕生

位于英國威爾士的G24創(chuàng)新公司（G24Innovations）日前宣布，最新的特制染料敏化太陽能光伏電池轉(zhuǎn)換白熾燈光的效率已達(dá)26%，而以前的轉(zhuǎn)換效率僅為15%。這使染料敏化電池有望廣泛應(yīng)用于室內(nèi)發(fā)電中。美國德州儀器公司（TexasInstruments）的太陽能實(shí)驗(yàn)室確認(rèn)了該成果，并認(rèn)為這是目前市場(chǎng)上最有效的室內(nèi)光能收集技術(shù)。洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的邁克爾?格拉特茲勒教授表示，染料敏化太陽能光伏電池在未來將可以達(dá)到40％的轉(zhuǎn)換效率。

“室內(nèi)太陽能”聽起來很矛盾，但人們對(duì)于利用染料敏化太陽能光伏電池為電子產(chǎn)品及電網(wǎng)供電的熱情一直不減。這種電池所用的光源大部分來自白熾燈、熒光燈及LED燈，而非透過窗戶照進(jìn)來的太陽光。如果有高效能的染料敏化太陽能光伏電池來替代目前電子產(chǎn)品中所用的普通電池，那用電成本將會(huì)降低。

染料敏化太陽能光伏電池是瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的邁克爾·格拉特茲勒教授在上世紀(jì)90年代發(fā)明的，該技術(shù)接近模仿自然界光合作用中的光反應(yīng)。這種太陽能光伏電池類似于安裝在屋頂?shù)木Ч杼柲芄夥姵兀鼈兌伎堪雽?dǎo)體元件將光能轉(zhuǎn)換為電能。區(qū)別在于，晶硅電池是直接將光能轉(zhuǎn)換為電能，要受到硅的物理性質(zhì)限制，只能吸收特定頻率的光。而染料敏化電池通過光敏染料的分子捕獲光，如果稍微改變一下這種染料的成分，就可以讓它吸收不同頻率的光。這個(gè)特性使染料敏化太陽能光伏電池比晶硅太陽能光伏電池更加方便和靈活。

光敏染料分子附著在作為半導(dǎo)體物質(zhì)的二氧化鈦微粒上。整個(gè)附著過程是在電解液的兩個(gè)電極之間進(jìn)行，當(dāng)一個(gè)染料分子吸收一個(gè)光子時(shí)，一個(gè)電子就會(huì)受到碰撞，進(jìn)入二氧化鈦中。電子從那里向其中一個(gè)電極運(yùn)動(dòng)，由此產(chǎn)生電流。

染料敏化太陽能光伏電池的靈活性讓其特別適用于室內(nèi)。人造光中不論是白熾燈、熒光燈還是LED燈光的光譜都和陽光不同。通過改變所用染料的成分，可以保證染料敏化電池的最大感光度與特定場(chǎng)合使用的人造光源的光譜相吻合。并且，染料敏化太陽能光伏電池沒有剛性部件，可彎曲，更為結(jié)實(shí)耐用，可以更好地利用在電子產(chǎn)品的供電領(lǐng)域。

G24創(chuàng)新公司的財(cái)務(wù)總監(jiān)史蒂芬·伯特還介紹了染料敏化太陽能光伏電池的部分應(yīng)用，包括用燈泡供電的電視遙控器、煙霧探測(cè)器和電腦鍵盤等。

該公司同時(shí)還推出了內(nèi)部裝有光敏電池板的夾克和背包樣品，用來為數(shù)碼相機(jī)和手機(jī)充電。目前，在拉斯維加斯的一家酒店也使用了這種產(chǎn)品來為其電動(dòng)百葉窗供電。

伯特表示，染料敏化太陽能光伏電池在為現(xiàn)代“智能”建筑中的傳感器網(wǎng)絡(luò)供電方面很有市場(chǎng)潛力。另外，由于染料敏化太陽能光伏電池可以在昏暗或漫反射光環(huán)境里也能產(chǎn)生足夠的電量，未來，這種太陽能光伏電池或許還可以應(yīng)用于室外，裝在云層較多地區(qū)的屋頂上。