上海交大研究稱(chēng)蝶翅結構讓太陽(yáng)能電池更高效

        上海交大昨天發(fā)布信息，學(xué)校一項啟迪于蝴蝶翅膀的染料敏化太陽(yáng)能電池研究，為解決太陽(yáng)能電池光—電轉換效率等瓶頸問(wèn)題提供了創(chuàng )新思維和實(shí)現可能，受到國內外產(chǎn)業(yè)界的高度關(guān)注。相關(guān)論文近日在美國化學(xué)學(xué)會(huì )下屬的《材料化學(xué)》雜志發(fā)表后，被一批國際著(zhù)名科技網(wǎng)站轉載和報道。

        作為一種清潔能源，太陽(yáng)能電池在全球范圍內正受到越來(lái)越多的關(guān)注。繼硅系太陽(yáng)能電池后，染料敏化電池由于成本低、綠色制備工藝等優(yōu)點(diǎn)，備受矚目。但是，染料敏化電池較低的光—電轉換效率等問(wèn)題阻礙了其廣泛應用。目前，提高轉換效率的方法之一是提高電池光陽(yáng)極的光采集率。如何設計和制備具有高效太陽(yáng)光采集能力的材料及結構，成為各國科學(xué)家攻堅的難題。

        上海交大材料科學(xué)與工程學(xué)院張荻教授領(lǐng)銜的“遺態(tài)材料”科研小組，從蝴蝶翅膀的結構得到靈感。自然界的物種經(jīng)過(guò)千百萬(wàn)年自然選擇的殘酷競爭，已進(jìn)化出了無(wú)數相應的特殊結構。生活在寒帶及高緯度地區的蝴蝶，其翅膀鱗片所具有的微結構，有助于個(gè)體充分、高效地吸收利用太陽(yáng)能，以保持其體溫，維持其物種的延續。受此啟發(fā)，研究小組設計了一種全新的具有高光采集效能的太陽(yáng)能電池的光陽(yáng)極構件，并對此進(jìn)行了研究和驗證。

        科研小組在國際上率先提出，可利用具有精細分級的蝶翅作為模板，來(lái)制備染料敏化太陽(yáng)能電池用的TiO2光采集器件。研究發(fā)現，相對于普通的TiO2薄膜，具有蝶翅結構TiO2的光吸收率可提高2倍以上，以此為光陽(yáng)極，可以大大提高光采集效率，進(jìn)而有望提高此類(lèi)太陽(yáng)能電池的光—電轉換效率。