轉(zhuǎn)換效率為9.9%的色素增感型太陽能電池
2010年11月,$索尼宣布開發(fā)出了模塊面積為4cm×5cm(開口部面積為17.11cm2)、轉(zhuǎn)換效率為9.9%的色素增感型太陽能電池(DSC)。
2008年3月單個(gè)模塊的轉(zhuǎn)換效率為7.5%,2009年4月為8.4%,2010年5月為9.5%,此次為10%。此前曾有報(bào)告稱,如果色素增感型太陽能電池為面積不到數(shù)mm見方的“小單元”,可達(dá)到12.3%的轉(zhuǎn)換效率,但數(shù)cm見方的模塊達(dá)到9.9%的轉(zhuǎn)換效率,堪稱全球頂級水平。索尼的小單元轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了11.0%。
作為提高性能的關(guān)鍵,索尼列舉了自主開發(fā)的“協(xié)同效應(yīng)”技術(shù)。該技術(shù)組合使用吸收光的波長及吸收率不同的2種色素。目的是提高光的吸收效率,擴(kuò)大可利用的波長范圍。
此次的電池與使用不同色素形成串聯(lián)構(gòu)造的太陽能電池的不同之處是混合使用了兩種色素。雖然其他研究小組此前也嘗試過,但“會在色素間發(fā)生電子交換,對提高效率沒有幫助”(索尼核心元件開發(fā)本部環(huán)境能源業(yè)務(wù)開發(fā)部門發(fā)電元件開發(fā)部統(tǒng)括部長野田和弘)。索尼表示,通過改進(jìn)在色素的分子構(gòu)造中結(jié)合使用氧化鈦(TiO2)的部分,解決了這一課題。
索尼此前就表示,“實(shí)用化的目標(biāo)是模塊效率達(dá)到10%”。此次的9.9%基本上達(dá)到了這一目標(biāo)。此外,索尼還開發(fā)出了可提高耐久性的凝膠狀電解質(zhì),以及可代替成本較高的鉑(Pt)電極的碳電極??梢哉f,索尼距離實(shí)現(xiàn)“發(fā)電窗戶”及發(fā)電家電產(chǎn)品的目標(biāo)又近了一步。
利用協(xié)同效應(yīng)實(shí)現(xiàn)11.0%的轉(zhuǎn)換效率
(a)表示索尼自主開發(fā)的“協(xié)同效應(yīng)”的圖。面積為0.1884cm2的小單元轉(zhuǎn)換效率為11.0%。虛線標(biāo)識的紅圈部分表示在材料方面特別加以改進(jìn)的部分。
(b)為索尼利用色素增感型太陽能電池技術(shù)試制的“可發(fā)電窗戶”。