青海大學(xué)利用顏色較深的高原植物,從中提取植物色素用于提高電池效率的研究中,使得優(yōu)化后的玫瑰花色素敏化電池的單色光光電轉(zhuǎn)換效率提高了16.1%,電子壽命增加16.3%,電池電子收集率增長了51%。近日,專家組評價該成果具有先進性、實用性、環(huán)保性、經(jīng)濟性等特點,研究水平達到國際先進。
近年來,青海省高度重視和積極培育太陽能產(chǎn)業(yè),將其作為發(fā)展經(jīng)濟、改善民生、保護生態(tài)新的著眼點。《青海省太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展及推廣應(yīng)用規(guī)劃》中提出,力爭在2015年,使太陽能產(chǎn)業(yè)逐步成為青海省繼電力、石油天然氣、鹽湖化工、有色金屬這四大支柱產(chǎn)業(yè)之后的第五大支柱產(chǎn)業(yè)。省科技部門強化自主創(chuàng)新和要素集聚,從發(fā)展戰(zhàn)略、可行性研究、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)著手,組織實施了一系列國家和省級科技項目,構(gòu)建國內(nèi)領(lǐng)先的太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展支撐體系。“高效有機太陽能電池的研發(fā)”項目即是省科技廳2011年立項的此類項目之一。
由于傳統(tǒng)硅太陽能電池制作工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高,從而限制了其大規(guī)模的推廣應(yīng)用;而有機太陽能材料和電池制備技術(shù)有望成為低成本制造的選擇之一。為盡早獲得實用的有機太陽能電池,青海大學(xué)科研工作者圍繞低成本合成高原特有植物天然敏化劑、高效電荷轉(zhuǎn)移和收集的納米網(wǎng)絡(luò)薄膜結(jié)構(gòu)方面展開了研究。項目組針對青藏高原海拔高、紫外線照射時間長的地理特點,選取顏色較深的高原植物,從中提取植物色素用于電池中。通過對其進行光電性能測試,發(fā)現(xiàn)含有花青素的染料敏化劑的敏化性能比較好。通過對含有大量花青素的玫瑰花進行研究,使得優(yōu)化后的玫瑰花色素敏化電池單色光光電轉(zhuǎn)換效率提高了16.1%,對應(yīng)的單體開路電壓達到了615mV。針對電池中電荷收集與轉(zhuǎn)移率不高的缺陷,研究了不同的條件對納米材料生長機理的影響,研究制備了電荷收集與轉(zhuǎn)移率較高的氧化鋅樹枝狀納米線的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與納米棒陣列,使電子壽命增加16.3%,電子擴散距離減少34.4%。最后項目組利用上述研發(fā)的材料組裝了并、串聯(lián)兩種結(jié)構(gòu)的大面積有機太陽能電池,通過測試,串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電池電子收集率增長了51%。