染料敏化纳米晶太阳能电池

技术与市场第18卷第2期2011年

利用光电转换原理的太阳能光伏发电是可再生能源利用的一个重要方向，光伏工业是目前发展最快的产业。在过去五年中，世界光伏电池产业以平均每年30%的速度增长，成为比IT行业发展更快的产业。怎样提高染料敏化纳米晶太阳电池（简称DSSC）的稳定性和转换效率，是关乎该电池实际利用前景的重大课题。虽然目前液态DSSC转换效率已经达到12%左右，固态或准固态DSSC也有6%~7%的报道，但是这离商业化的最佳标准还有很大的距离。本研究目的在于提高DSSC的转换效率和稳定性。

应用范围

从远期看，光伏发电将以分散式电源进入电力市场，并部分取代常规能源；从近期看，光伏发电可以作为常规能源的补充，解决特殊应用领域，如通信、信号电源和边远无电地区民用生活用电需求，从环境保护及能源战略上都具有重大的意义。目前，全世界太阳能电池的生产厂不下几百家，已有100万套光伏系统在运转，2000年，全世界太阳电池的产量达到287.7MW，累计安装量已超过1300M W，预计到2030年，光伏发电在世界的总发电量中将占到5%～20%。光伏发电在许多应用领域都被证明其技术是成熟的，在经济上是合算的。分析表明，在目前光伏电站有效系统功率与输电距离的比值小于100瓦/公里时，建光伏电站较常规电网延伸供电经济。因此，阳光发电是解决我国边远地区和特殊领域供电的重要途径。我国是个发展中国家，地域辽阔，有许多边远省份和经济不发达地区。据统计，目前尚有约900万户、2800万人口还没有用上电，60％的有电县严重缺电。这些地区的农牧民居住分散，远离电网，而且用电水平很低（人均年用电仅为120千瓦时），在10年甚至20年内都不可能靠常规电力解决他们的用电问题，光伏发电则是解决分散农牧民用电的理想途径，市场潜力十分巨大。

主要技术指标

在AM1.5标准模拟太阳光照射下，液态染料敏化纳米晶太阳能电池转换效率达到8.1％，固态染料敏化纳米晶太阳能电池光电转换效率达到4.8％。

市场分析及产业化前景

太阳能作为取之不尽同时又是生态学上纯净的和不改变地球上燃料平衡的能源，有着能源总量大，又容易实现小型化的优点，因此，对它的开发利用在近几十年来越来越受到人们的重视。太阳能利用也将是新世纪经济展望中最具决定性影响的技术领域之一。据欧洲委员会估计，在2010年，世界光伏电池总装机容量将达到14000MWp，而2030年其规模将增加10倍，达到140000M Wp。按目前的市场价，到2030年将创造5040亿美元的价值，这将产生巨大的经济效益。

追求低成本、高光电转换效率是太阳能电池板领域追求的两大目标。为此，无论是企业还是政府，都投入了大量的人力物力进行高效低成本的太阳能电池研究开发。太阳能电池属于典型的高科技产品，为大众提供能源，也是每个太阳能科研工作者的理想。染料敏化纳米晶太阳能电池具有比传统太阳能电池成本更低廉（仅为后者的1/8～1/10）、工艺更简单的特点。若全固态染料敏化纳米晶太阳能电池大面积制作后，效率能稳定在3％左右，完全具有产业化的能力。

投资概算

投资少（小于500万元），工艺简单，环境友好。

合作方式

股份制或共同研发。

单位：武汉大学物理科学与技术学院

地址：湖北武汉武昌珞珈山

邮编：430072

电话：（027）8764278462072113

染料敏化纳米晶太阳能电池

院校成果

119