我們的研究目標是開發(fā)新型,高效,低成本的可見光響應型太陽能電池。優(yōu)化構成新型太陽能電池的各個要素的性能，找出最佳值。最后利用鋰離子電池良好的充放電特性將新型可見光響應型太陽能電池產(chǎn)生的電能儲存起來。三年后的開發(fā)目標為轉換效率11%，十年后轉換效率提高至15%。力爭實現(xiàn)整體生產(chǎn)計劃成本4-5元/Wp的目標。最終實現(xiàn)成本3元/Wp以下的目標。進一步完善新一代太陽能發(fā)電技術及儲能系統(tǒng)研究的理論和試驗體系，為我國提供無盡的能源儲備，為我國高技術產(chǎn)業(yè)提供具有自主知識產(chǎn)權的高效率、低價格的光轉換器件等一系列新產(chǎn)品以及相關的新材料和新技術。
染料敏化太陽電池由染料敏化劑、寬帶隙半導體、氧化還原電解質(zhì)和對電極四個部分構成。目前染料敏化太陽電池的最高能量轉化效率為11%，由釕聯(lián)吡啶配合物、二氧化鈦、I-/I3-電對和鉑對電極獲得。染料敏化太陽電池的效率已經(jīng)達到了傳統(tǒng)的硅半導體電池的水平，與后者相比，前者的制作工藝簡單，成本低廉，應用前景更加光明。在硅電池中，半導體硅承擔三個重要功能，即吸收光線，承受電子與空穴分離所需的電場，電子的傳輸。因為同時高效執(zhí)行這三項任務，半導體材料的純度必須非常高，這就是基于硅的太陽電池成本昂貴，不能與傳統(tǒng)發(fā)電方法進行商業(yè)競爭的主要原因。相反，染料敏化太陽電池的四個組成部分分別執(zhí)行不同的功能，對各個部分可以從效率和成本兩個方面分別進行優(yōu)化，降低成本和提高效率的空間很大。
染料敏化太陽電池是由瑞士化學家Michael Gr?tzel首先提出的，他們研究小組可以獲得大于10%的效率。我們是除了Gr?tzel研究組以外第一個獲得效率大于或者等于10%的研究團體，具有豐富的電池制作和效率優(yōu)化技術。在染料敏化太陽電池中,由于TiO2本身不能吸收可見光領域的能量(Eg〈3.2eV),完全依賴有機染料（光敏染料）來提高吸收太陽光中的可見光。然而有機染料易老化耐熱性差,因此帶給染料敏化太陽電池壽命低且不穩(wěn)定等弱點。另外染料的使用使電子躍遷過程復雜,加上和寬帶半導體有能級匹配上的困難,降低了光電轉化效率,又由于染料的大量使用加大了電池的成本，嚴重阻礙了其實際的應用。在這種現(xiàn)狀下，我們從可見光響應型光電極入手,利用可見光響應型光電極來直接進行光電轉化。在世界上首次進行了新型可見光響應型太陽電池的研究，首次成功合成了在可見光領域有活性的氧化物半導體光催化劑，從根本上解決了可見光響應型光電極材料。這一成果已于2001年末在科學界最有影響的雜志Nature上發(fā)表，海外媒體對此作了廣泛的報道。
本課題組用已開發(fā)出的這些新型可見光響應型復合氧化物半導體制備光電極來開發(fā)新型可見光響應型太陽電池，在不使用有機染料條件下其太陽光轉換率己達到1.0%；從根本上解決了染料敏化太陽電池壽命低且不穩(wěn)定的弱點。本課題組最新研究結果表明，由多種新型可見光響應型復合氧化物半導體制備的光電極配以少量的染料來敏化電極可獲得更高的電流（Jsc）和電壓（Voc）而不會影響新型可見光響應型太陽電池的壽命。
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