纖也能變身太陽能電池

來自日本的研究人員開發出一種「纖維狀無TCO染料敏化太陽電池(fiber-type TCO-less dye sensitized solar cell)」;這種太陽能電池是將染料敏化太陽電池層,環繞著一根長3.5公分(cm)、直徑9公釐(mm)玻璃纖維所組成。

該 研究團隊是由日本九州科技大學(Kyushu Institute of Technology,KIT)的生命科學與系統工程研究所教授Shuji Hayase所率領;其研究人員將一層氧化鈦、一層敏化顏料,以及一層多孔鈦(porous Ti)做為電極(正極);一層包含碘等電解質的多孔層,以及一層白金(Pt)與鈦做為另一端電極(陰極)。

將上述兩種電極順序環繞著玻璃纖維;而除了該玻璃纖維的兩端,整個太陽能電池都以鈦覆蓋著。將光線從玻璃纖維的一端透進去,光就會被太陽電池中的染料所吸收,並轉換成電力;而若是該纖維稍有傾斜,在光線從另一端出去之前,就不會在表面下的玻璃造成完全反射。

目前該種太陽電池所展現的轉換效率,在使用某種染料的情況下僅稍高於1%;該數字稍嫌低了些,且由於該種電池使用的玻璃纖維有9mm直徑,長度卻只有1.5公分左右,因此大約有九成從纖維的一端入射、從另一端出去的光線並沒有被轉換。

未來該種太陽能電池的淨轉換率(net conversion efficiency)可望達到10%,被浪費的光線問題能透過增加光纖的長度或是減少纖維直徑來克服。

而該種新型太陽能電池與標準染料敏化電池的一個最大差異,是新電池並不使用透明電極(透明導電氧化物薄膜TCO);研究人員計畫利用尚未被現有染料敏化電池所使用的近紅外線(near-infrared)能源,來產生電力。

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