这种太阳能电池又称为格拉泽尔太阳能电池,以其发明者洛桑联邦理工学院(EPFL)教授迈克尔·格拉泽尔(Michael Grätzel )的名字命名,用于利用室内光线为无线传感器或物 联网等电子设备供电。
该团队利用一种新型星爆三苯胺敏化剂 (RJ-C6) 开发了这种电池,该敏化剂与 XY1b 染料及其自身的不对称双物种铜 (II/I) 电解质相结合。“染料的精确结构设计促进了协同效应,从而实现了高效的分子堆积、增强了染料负载并改善了可见光吸收,”Soman 继续说道。“此外,这种配置为防止反向电子转移和复合创造了强大的屏障。”
这项研究最具挑战性的方面是确定用于共敏化的理想染料组合。“分子结构的细微变化,例如改变烷基链长或加入三键,都会对低强度室内光下的光伏性能产生重大影响。在半导体(TiO₂)上实现最佳染料填充至关重要,”Soman 说道。
在室内照明下表现良好的染料、电解质、半导体孔隙率和设备结构的组合与针对标准阳光条件优化的组合有很大不同。“专门为室内应用定制所有这些参数是我们成功的关键,”Soman 解释道。
性能最佳的器件具有与整个荧光光谱重叠的全色吸收。据研究人员称,在 100 勒克斯下,器件的效率达到 35%,在 1000 勒克斯下,器件的效率达到 37%,在 4000 勒克斯下,器件的效率达到创纪录的 40%,他们表示,这使得 DSC 更接近成为“室内光伏应用的有吸引力的候选者”。