在太陽能電池中硅系太陽能電池無疑是發(fā)展最成熟的,但由于成本居高不下,遠不能滿足大規(guī)模推廣應用的要求。為此,人們一直不斷在工藝、新材料、電池薄膜化等方面進行探索,而這當中新近發(fā)展的納米TiO2晶體化學能太陽能電池受到國內(nèi)外科學家的重視。
自瑞士Gratzel教授研制成功納米TiO2化學大陽能電池以來,國內(nèi)一些單λ也正在進行這方面的研究。納米晶化學太陽能電池(簡稱NPC電池)是由一種在禁帶半導體材料修飾、組裝到另一種大能隙半導體材料上形成的,窄禁帶半導體材料采用過渡金屬Ru以及Os等的有機化合物敏化染料,大能隙半導體材料為納米多晶TiO2并制成電極,此外NPC電池還選用適當?shù)难趸贿€原電解質(zhì)。納米晶TiO2工作原理:染料分子吸收太陽光能躍遷到激發(fā)態(tài),激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定,電子快速注入到緊鄰的TiO2導帶,染料中失去的電子則很快從電解質(zhì)中得到補償,進入TiO2導帶中的電于最終進入導電膜,然后通過外回·產(chǎn)生光電流。
納米晶TiO2太陽能電池的優(yōu)點在于它廉價的成本和簡單的工藝及穩(wěn)定的性能。其光電效率穩(wěn)定在10%以上,制作成本僅為硅太陽電池的1/5~1/10.壽命能達到20年以上。但由于此類電池的研究和開發(fā)剛剛起步,估計不久的將來會逐步走上市場。