用于染料敏化太阳能电池的纳米树
韩国先进科学技术研究所应用纳米技术与科学实验室和激光热实验室的研究人员美国加州大学伯克利分校已联手提高染料敏化太阳能电池的效率。染料敏化太阳能电池 在 1960 年代后期，人们发现发光的有机染料可以在电化学电池的氧化物电极上发电。为了理解和模拟光合作用的主要过程，加州大学伯克利分校用从菠菜中提取的叶绿素（仿生或仿生方法）研究了这一现象。在这些实验的基础上，通过染料敏化太阳能电池 (DSSC) 原理发电于 1972 年被证明。染料敏化太阳能电池属于薄膜太阳能电池组，并且基于在光-敏化阳极和电解质，一个光电化学系统。加入的染料分子是纳米级的，但为了捕获合理数量的入射光，染料分子层需要做得相当厚，比分子本身厚得多。为了解决这个问题，纳米材料被用作支架以将大量染料分子固定在 3-D 基质中，从而增加任何给定细胞表面积的分子数量。特点 DSSC 有许多吸引人的特点；使用传统的滚筒印刷技术制作起来很简单，具有半柔性和半透明性，可提供多种不适用于玻璃基系统的用途，并且使用的大多数材料成本低。虽然它的转换效率不及最好的薄膜电池，但理论上它的性价比应该足以让它们与化石燃料发电竞争。目前染料敏化电池可达11%左右，而普通传统硅电池可达15%以上。支化技术 在自然界中，树木具有分层的多代分支，以最大限度地捕获阳光。受这一事实的启发，研究人员开发了一种简单的水热方法，结合聚合物去除和种子沉积来合成 ZnO 纳米线 (NW)，类似于具有长树枝的小树，以开发高效的染料敏化太阳能电池。 原理 研究人员声称，与基于垂直生长的 ZnO NW 的器件相比，短路电流密度和整体光转换效率几乎是用支链 ZnO NW 制造的染料敏化太阳能电池的四倍。效率的提高是由于更高的染料负载和光捕获的表面积增加以及通过沿结晶 ZnO 分支的直接传导减少了电荷重组。分层纳米树结构也将用于大容量储能和高效能源消耗设备。
纳米材料