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技术项目

共熔室温离子液体制备高效染料敏化太阳能电池
项目名称 染料敏化太阳能电池
一级行业 A新能源
二级行业 A1太阳能
关键词 染料敏化太阳能电池、新能源、薄膜太阳能电池、产业化
研究单位 中国科学院长春应用化学研究所
项目负责人 ——
立项时间 ——
完成时间 ——
 
 
项目评估
 
项目类型 国家自然科学基金项目、中科院“百人计划”项目、国家重大科学研究计划项目
知识产权 中国专利申请号:200710306662.1
项目成熟度 产业化
项目技术级别 ——
工作分解 ——
项目简介

一、项目背景
      21世纪即将来临,如何解决好能源问题显得越来越紧迫。太阳能作为一种可再生的清洁能源是人类长期生存的理想能源。在太阳能电池中,硅太阳能电池因其转换率高和技术成熟占据了太阳能电池主要部分,但是硅太阳能电池存在着生产成本高且在提高电池效率方面存在困难,原材料价格昂贵而难以普及。1991年,瑞士联邦高工的Grätzel小组报道了高效染料敏化纳米晶太阳能电池的突破性工作,这种电池为人类提供低价、高效、长寿绿色可再生能源带来希望。电池敏化材料是提高电池效率的一个关键材料,其中以联吡啶钌染料作为此种电池的重要组成部分已经有了很大的发展。
二、项目简介
      目前染料敏化太阳能电池在气团1.5G测试条件下功率转化效率已经达到11.1%,但是这种器件使用高挥发、高毒性的乙腈电解质,大大阻碍了其实用化进程。不挥发的室温离子液体为解决该问题提供了一种重要方案,但由于离子液体粘度高,所获得器件的效率还不够高。
     王鹏及其合作者通过将多种固体盐混合来实现体系固液相变时墒增,从而获得室温离子液体(中国专利申请号:200710306662.1)。这一共熔盐概念大大拓宽了室温离子液体的材料选择范围。基于这些高晶格能固态离子材料的液态共熔盐具有比传统室温离子液体更低的粘度和更高的电导率。以共熔室温离子液体制备的太阳能电池功率转化效率达8.2%,刷新了无溶剂染料敏化太阳能电池的世界记录,该器件在加速老化测试条件下表现出优良的稳定性。他们还通过将离子迁移率和系统粘度关联,修正了经典的斯托克斯-爱因斯坦方程,阐明碘三离子在离子液体中的输运除传统的物理扩散外,还有物理扩散耦合电子交换的机制。另外他们首次观察到介孔导体中的电子输运受到阳离子张弛的影响。
      本项目所研制的有机染料制备工艺简单,成本低,产率较高,易于纯化,并且可以通过分子设计进行改性。将此类材料作为敏化剂用于染料敏化太阳能电池中,获得了85%以上的光电转换效率和9.5%-12.1%的电池效率,目前世界上最好的电池效率为长春应用化学研究所创造的12.1%。
三、市场前景
      染料敏化太阳能电池有着比硅电池更为广泛的用途:如可用塑料或金属薄板使之轻量化,薄膜化,可使用各种色彩鲜艳的染料使之多彩化。另外,还可设计成各种形状的太阳能电池使之多样化。染料敏化太阳能电池有着十分广阔的产业化前景,是具有相当广泛应用前景的新型太阳电池。

合作方式 面谈
联系方式 联系电话 0431—85262940
项目联系人 中国科学院长春应用化学研究所技术转移转化中心
地址 吉林省长春市人民大街5625号

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