染料敏化太陽(yáng)電池因其材料來(lái)源廣泛、成本低廉、光電轉(zhuǎn)化效率高而受到廣泛關(guān)注。在國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部和中國(guó)科學(xué)院的支持下，化學(xué)所新材料實(shí)驗(yàn)室相關(guān)研究人員在染料敏化太陽(yáng)能電池相關(guān)研究方面取得了一系列進(jìn)展。

染料是染料敏化太陽(yáng)電池中的關(guān)鍵組成成分。新材料實(shí)驗(yàn)室研究人員通過(guò)材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和合成，在聯(lián)吡啶釕染料（Inorg. Chimica. Acta., 2008, 361, 783-785；Chem. Commun., 2006, 2460-2462）、有機(jī)染料（Chem. Asian J.,2010, 5, 1911-1917；Dyes and Pigments, 2010, 87, 249-256；Chem. Commun., 2009, 2201-2203）以及無(wú)機(jī)量子點(diǎn)（Chem.Commun., 2011, 47, 6461-6463）等研究方面取得重要進(jìn)展。為解決電解質(zhì)的腐蝕性和液體泄漏對(duì)電池長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性的影響，他們?cè)诨诰?-己基噻吩空穴傳輸材料的固態(tài)染料敏化太陽(yáng)電池研究方面開(kāi)展了研究。研究結(jié)果分別發(fā)表在Adv. Funct. Mater.，2009, 19, 2481-2485 和 Chem. Commun.，2011, 47, 6461-6463上，并應(yīng)染料敏化電池發(fā)明人M. Grätzel教授邀請(qǐng)，參加<<Dye Sensitized Solar Cells>> 的編寫(xiě)工作（EPFL Press, ISBN 9-781-4398-0866-5）。

為了提高染料敏化太陽(yáng)電池對(duì)太陽(yáng)光譜的充分利用，有效捕獲太陽(yáng)光譜中不同波長(zhǎng)的光子，他們提出構(gòu)筑染料敏化光陽(yáng)極和無(wú)機(jī)半導(dǎo)體硒光陰極構(gòu)成的疊層電池概念，實(shí)現(xiàn)單個(gè)電池“內(nèi)串聯(lián)”，克服了通常通過(guò)電池簡(jiǎn)單串聯(lián)疊加帶來(lái)的復(fù)雜工藝和效率降低，所制備的單個(gè)電池的開(kāi)路電壓達(dá)到940 mV。上述研究為進(jìn)一步提高染料敏化太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率提供了新的思路，研究成果發(fā)表在近期出版的德國(guó)《應(yīng)用化學(xué)》上（Angew. Chem. Int. Ed.，2012, 51, 10351-10354）。

圖1 基于聚3-己基噻吩空穴傳輸材料固態(tài)染料敏化太陽(yáng)電池

 

圖2 雙活性染料敏化光陽(yáng)極和半導(dǎo)體硒光陰極疊層電池