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染料敏化太阳电池:从实验室到产业化

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:自从染料敏化太阳电池在实验室研究取得突破以来,引起企业界人士的极大关注。我国在染料敏化太阳电池的基础研究和产业化研究上都与世界研究水平相接近。中国科学院等离子体物理研究所早在1994年就开始对染料敏化太阳电池进行研究和开发,并取得了相当的科研成果。2001年5月2日,通过多年的实践,STI建立了世界上首条染料敏化太阳电池中试线。2003年完成200m2染料敏化太阳电池显示屋顶,集中体现了未来工业化的前景。

染料敏化太阳电池:从实验室到产业化

自从染料敏化太阳电池在实验室研究取得突破以来,引起企业界人士的极大关注。从专利公布生效开始,即有澳大利亚、瑞士和德国等7家公司购买了专利使用权,并投入大量人力和物力进行产业化和实用化研究。我国在染料敏化太阳电池的基础研究和产业化研究上都与世界研究水平相接近。在国家自然科学基金的大力支持下,我国的高校和科研机构的研究人员广开思路,在基础研究上取得了很好的成绩。在国家863计划探索性项目的支持下,开展了各种电解质材料和电池结构的研究,并提出各种创新性的结构和思想,如福州大学魏明灯博士提出的染料敏化太阳电池与储能结合的思想,中国科学院物理所孟庆波博士提出的环境友好的复合电解质,清华大学林红博士提出的新型高效低成本叠层柔性薄膜太阳电池等,都是对染料敏化太阳电池各项关键技术和材料提出的新思路和方法。国家重点基础研究计划和纳米专项(973项目)先后三次对染料敏化太阳电池进行立项,中国科学院知识创新工程也把染料敏化太阳电池项目作为重要方向,重点解决目前染料敏化太阳电池所遇到的关键问题,并先后在基础科学问题和关键技术问题上取得突破。中国科学院等离子体物理研究所早在1994年就开始对染料敏化太阳电池进行研究和开发,并取得了相当的科研成果。特别是在科技部“十五”和“十一五”973项目的支持下,小面积太阳电池的实验室光电转换效率最高达9%,大面积电池组件(40cm×60cm)光电转换效率达5.7%,为目前国际较好的研究成果之一。在染料合成技术、纳米半导体薄膜研究、电池密封和电极研制上也取得一定的成果,设计合成了多种新型染料光敏化剂,并研究其吸附性能和空间效应对敏化性能的影响,综合了各项关键技术,制备出15cm×20cm的太阳电池组件,在室内1个太阳光照时效率为6.3%。中国科学院长春应用化学研究所在新型染料研究和离子液态电解质上取得突破,实现自主研发染料C101,效率达到11%,基于混合离子液态电解质电池的效率达到8.2%,从而在该领域具有一定的影响。另外,北京大学、清华大学、复旦大学浙江大学南京大学吉林大学、武汉大学、天津大学东南大学华侨大学、河北科技大学华南理工大学华东理工大学等先后在染料敏化剂、纳米薄膜修饰和电池光电转换效率上取得了较好的结果。

在1992~1999年期间,以德国光伏研究所(INAP)和澳大利亚STA(后并入STI,现并入Dyesol公司)为典型的产业化研究机构进行了产业化前期的探索性研究。2001年5月2日,通过多年的实践,STI建立了世界上首条染料敏化太阳电池中试线。STI与中国科学院等离子体物理研究所合作生产的产品在2001年苏州APEC展览会上首次亮相,赢得国际同行的赞赏。2003年完成200m2染料敏化太阳电池显示屋顶,集中体现了未来工业化的前景。2004年底,中国科学院等离子体物理研究所建立了500W染料敏化太阳电池示范系统,并保持长期有效的运行,为今后实现产业化打下了基础。(www.xing528.com)

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