能模拟光合作用的电池 可直接融入建筑设计之中

染料敏化太阳能电池。（资料图片）

具有超强可塑性、多彩性与透光性等优点，可直接融入建筑设计之中

东莞时间网讯继多晶硅及薄膜太阳能电池之后，第三代太阳能电池产品染料敏化太阳能电池，带给人更多想象：制造成本仅有硅基太阳能电池的四分之一，在弱光下发电效果可观，能方便应用在建筑物和3C产品，甚至能制成可发电的光伏衣。

第三代光伏材料热门

“染料敏化太阳能电池”全称为“染料敏化纳米薄膜太阳能电池”，是模拟自然界中的光合作用原理，采用吸附染料的纳米多孔二氧化钛半导体膜作为光阳极，并选用适当的氧化－还原电解质，用镀铂的导电玻璃作为光阴极，这样一个简单的染料敏化太阳电池就做好了。这种电池的优势在于，即使微弱的太阳光照到电池上，它都能源源不断地发电。

目前，国内外主流的太阳能电池主要是多晶硅、单晶硅太阳能电池，紧随其后的则是薄膜太阳能电池。而染料敏化太阳能电池则是近几年研究热门，并且逐步走向实用化的一种太阳能技术。

据悉，染料敏化太阳能电池于1991年由瑞士科学家实现了技术上的重大突破，之后美国、日本等发达国家投入大量资金也进入该研发领域。2011年，瑞士联邦科研人员宣布制成了光电效率为12.3%的电池，这打破了染料电池光电效率的最高纪录，2014年再次刷新染料敏化太阳能电池效率，最终达到13%。

我国染料敏化太阳能电池研究始于1994年，由中国科学院化学研究所发起。目前，该课题已被列为国家“863”、“973”计划重大科研项目。

制作成本低廉

与传统太阳能电池相比，它的最大优势在于其制作工艺简单、不需昂贵的设备和高洁净度的厂房设施，制作成本廉价，易于大规模工业化生产。

目前，硅电池由于其苛刻的生产工艺，使得生产成本一直居高不下，为20-40元/峰瓦，因而只能作为一种必要的紧急用电的补充，不可能成为一种主要的发电手段和能源供应形式，更无法在广大的农村以及城市居民中推广应用。

而染料敏化电池生产成本仅为5-10元/峰瓦，是普通硅太阳能电池的四分之一，因而染料敏化太阳能电池非常适合批量生产。

虽然整体发电效率不敌主流的单晶与多晶硅太阳能电池，但在微弱阳光的条件下，发电效率并不差。

“任何地方都能发电”

除成本优势外，染料敏化太阳能电池备受看好的是其超强的可塑性、多彩性与透光性等优点，可直接融入建筑设计之中，在节能发电的同时，还可为建筑物增加更多创意。这样的特性，加上不必架设高压输电线路、建站周期短、规模可大可小等优点，使得日本有科学家号称：染料敏化电池在任何地方都能发电。

在实际应用上，染料敏化太阳能电池的透光特性，非常适合用于办公大楼中的窗材，可同步实现发电、绝热及遮阳等功能。

除了应用于建筑用途之外，染料敏化太阳能电池也是电子产品辅助供电来源的另一种选择，例如可直接内建在手机、手表等用电量较小的产品上，或外接的摺叠式充电器。

更为神奇的用途则是结合纺织品，在衣物上涂布这种染料敏化太阳能材料，来进行随身发电，科学界也预期未来在行动供电的应用上将有很大的市场潜力。