新型化合物可提高太阳能电池板的效率,促进可再生能源发展

近日,西弗吉尼亚大学的研究人员创建了一种新的化合物,为可再生能源铺平了道路。该化合物是光敏剂,这意味着它在光的存在下会促进化学反应,可提高太阳能电池板的效率。

西弗吉尼亚大学的研究人员创建了一种新的化合物,为可再生能源铺平了道路。图片来源:西弗吉尼亚大学

这项研究于3月16日发表在《自然化学》上,由化学助理教授卡斯滕·米尔斯曼(Carsten Milsmann)的实验室的研究人员进行,并获得了美国国家科学基金会职业奖。

这些技术目前依靠铱和钌等贵金属发挥作用,但是世界上这些材料的供应仍然有限,这使得它们不可再生,难以获取且价格昂贵。

“我们注意到,研究钛和锆等较丰富的金属的工作很少,因为它们通常不易加工。贵金属一直是首选元素,因为它们的良好化学性质使其更易于加工。使用和研究,这主要是在野外完成的。”米尔斯曼说。“我们希望改变这种状况。”

米尔斯曼的化合物由锆制成,锆的含量更为丰富且易于获取,因此是一种更具可持续性和成本效益的选择。该化合物还可以在多种条件下保持稳定,例如空气,水和温度变化,使其易于在各种环境中使用。

由于该化合物可以将光转换为电能,因此可以用于创建更高效​​的太阳能电池板。太阳能电池板通常使用硅制成,并且需要最小的光阈值才能收集和存储能量。

长期以来,研究人员一直在探索染料敏化设备的替代方案,该设备使用有色分子在弱光条件下收集光并起作用,而不是使用硅。

另外一个好处是,这还可以生产半透明的组件,迄今为止,必要的染料在很大程度上依赖于贵重的钌材料,但米尔斯曼的新化合物将来有可能取代它。

米尔斯曼说:“ 大多数太阳能电池板的问题在于,它们在阴天时不能很好地工作。它们效率高,价格便宜,使用寿命长,但它们需要强光条件才能有效发挥作用。”

“解决这一问题的一种方法是制作染料敏化版,其中有色化合物吸收光以在任何天气条件下产生电能。将来,我们可以设计产生能量的建筑物,从本质上讲,可以使建筑物的外立面(包括其所有外墙)窗户,进入发电厂。”

另一方面,该化合物还可以用于有机发光二极管,该有机发光二极管将电能转换为光,从而基本上颠倒了太阳能电池板的功能。该特性使复合物成为生产更高效的手机屏幕的潜在光源。

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