成果信息

北京大学化学学院的研究小组充分发挥纳米结构的特点，开发出了具有自主知识产权的新型柔性染料敏化太阳能电池技术。成功地将网状结构引入到太阳能电池电极结构的设计中，利用普通的廉价导电材料，如不锈钢丝网等，制备了具有良好透光性的网状柔性工作电极，并首次组装了完全无需透明导电无机氧化物的染料敏化太阳能电池，获得了良好的初期性能。研究证明，网状结构的概念可以使太阳能电池电极材料彻底摆脱透光性的限制，极大的拓宽材料的选择范围。该类工作电极不仅具有良好的热稳定性和机械强度，而且制造成本大幅度降低，加工工艺也非常简单。相对于传统的高分子基底，网状柔性工作电极的柔性更加优良，作为初期的研究结果，液态电池的开路电压已经达到700mV，短路电流4.5mA，转换效率超过1.5%。目前正在往进一步高效率化方向努力。相关内容拥有自主专利保护（已获得国内专利授权）。)

背景介绍

太阳能是储存量最大，可利用时间最长，最没有地域差别的无成本清洁能源。太阳能电池在工作时除了阳光之外不需要其它任何原料，因此运行成本低，而且环保。此外，无论高空、陆地还是海洋都可安装；使用极其方便，一直是能源技术，特别是清洁能源技术的重要组成部分之一。 太)

应用前景

微型化是当前电子设备发展的大趋势，但是随之而来，留给供电系统的空间越来越有限，形状也越来越不规整。这为将来太阳能电池尤其是柔性太阳能电池的发展提出了更高地要求。为了解决这一问题，作为电池柔性化的进一步拓展，邹德春教授所领导的研究小组在网状电极的基础上，进一步向更高维度上的柔性做出了尝试。通过纤维基底的选择，电池的直径可以小于0.1毫米，甚至几十微米。现在固态纤维太阳能电池的最高效率也已经达到了2％（加反射镜后）。由于所用原料中同样避免了透明导电氧化物，该类电池的成本同样非常低廉。利用这类电池，通过简单的串并联连接可以轻松的实现特殊的电流/电压输出。而且，由于结构上的对称性，该类电池对入射光的角度依赖性相对平面电池大大降低。这为光探头等方面的延伸应用带来了许多优势，在作战环境的自动化监测等场合，都有相当的应用价值。尤其值得一提的是，由于这类电池真正实现了纤维的形态，这为以后实现电池与棉、麻等纤维混纺织布提供了可能，可以彻底解决电池形态对电池应用的限制，使电池完全相融的结合到帐篷、服饰、包裹等用品当中，在军事和宇航上具有特殊的应用价值。)