在奧地利第二大城市格拉茨，新落成的地標(biāo)建筑——科學(xué)塔的頂部裝設(shè)了1000平方米新型太陽(yáng)能電池。這座60米高的大樓由此完全實(shí)現(xiàn)能源自給，日前還登上了國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《焦耳》的封面。記者獲悉，這些電池核心元件的研發(fā)者來(lái)自浙江大學(xué)。
這種新型太陽(yáng)能電池模擬綠色植物的光合作用，被稱(chēng)為染料敏化太陽(yáng)能電池。它利用人工合成的有機(jī)化學(xué)材料，最終把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。染料敏化太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)就像一片樹(shù)葉。制備時(shí)，先將一種半導(dǎo)體材料電子印刷在一片光學(xué)玻璃上，這就是“葉片”。隨后將“葉片”浸泡在染料敏化劑中，直到染料完成吸附，“葉片”中就有了最關(guān)鍵的“葉綠素”——能夠吸收光子，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)化。
浙大化學(xué)系教授王鵬領(lǐng)銜的課題組與染料敏化原理太陽(yáng)能電池的發(fā)明者、瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院教授格蘭澤爾團(tuán)隊(duì)合作，開(kāi)發(fā)出新的材料，增強(qiáng)電池吸收轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能的能力，使這種電池的能量轉(zhuǎn)換效率首次達(dá)到10％。這種新型太陽(yáng)能電池在長(zhǎng)期光熱老化測(cè)試中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，可在室外工作10到20年。
相比傳統(tǒng)的硅晶體太陽(yáng)能電池，染料敏化太陽(yáng)能電池具有諸多優(yōu)勢(shì)。它制備成本低，無(wú)化學(xué)污染，且可制成多種顏色，能直接用作建筑的玻璃幕墻、屋頂或窗戶(hù)等，實(shí)現(xiàn)光伏建筑一體化。此外，它的弱光效應(yīng)好，雖能量轉(zhuǎn)換效率略低于硅晶體太陽(yáng)能電池，但每天工作時(shí)間可以超過(guò)8小時(shí)，比硅晶體太陽(yáng)能電池多出一倍。
目前，該成果已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。浙大科研團(tuán)隊(duì)目前與瑞士光伏企業(yè)合作，產(chǎn)品應(yīng)用于瑞士科技會(huì)展中心等建筑。王鵬說(shuō)，歐盟已提出到2025年新建建筑物能耗自供應(yīng)能力占到25%，代表了市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)，染料敏化太陽(yáng)能電池的發(fā)展前景看好。
