鹵素助力太能能電池
材料牛注：不列顛哥倫比亞大學（UBC）和北卡羅萊納大學教堂山分校的最新研究表明，在染料敏化太陽能電池中使用鹵素（包括氟，溴，氯和碘等元素）可以提高轉換效率25％。這一發現可能為改善太陽能電池設計奠定基礎。
“染料敏化太陽能電池是一種有前景的先進太陽能電池，適用于城市應用，但是由于轉換率只在7％到14％之間，所以還有很大的提升空間，”UBC化學研究生Fraser Parlane說，“這是第一次直接證明鹵素和它們與其他分子形成的鍵可能是提高染料敏化太陽能電池性能的關鍵因素。”
染料敏化太陽能電池由電解質、兩個電極和涂有光吸收染料的薄半導體膜組成。當光線撞擊染料時，會釋放出電子進入半導體，并從那里到達電極，產生電流。
為了使電池正常工作，電解液必須不斷地，迅速地用電子補充染料。研究人員發現，鹵素的存在加速了這種電子傳遞。他們用含氟、溴、氯或碘的四種不同染料進行了實驗，并在同步加速器上使用X射線吸收光譜技術觀察了這一過程。
“鹵素原子并不是太陽能電池研究的焦點，它們形成了非常微弱的瞬態鍵，存在時間不到10微秒，通常只占太陽能電池中所有原子的一小部分。我們很激動能證實這些鍵可以在太陽能轉換方面產生如此顯著的差異。”指導這項工作的UBC化學和化學生物工程教授Curtis Berlinguette說道。
研究人員還發現，鹵素原子半徑越大，染料被重新提供給電子的效果越好。含有比氟的半徑大兩倍的碘的染料通過電解質再生的速度幾乎快了三倍。
Berlinguette補充說：“總而言之，這些發現可以幫助我們調整染料敏化太陽能電池中的相互作用，以優化其性能，從而為尋找便宜高效的能源轉換技術開辟了新的探索途徑。”
原文鏈接：Halogens Can Increase Solar Cell Performance by 25 Percent
本文由材料人編輯部黃亞編譯，點我加入材料人編輯部。
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