卤素助力太能能电池
材料牛注：不列颠哥伦比亚大学（UBC）和北卡罗莱纳大学教堂山分校的最新研究表明，在染料敏化太阳能电池中使用卤素（包括氟，溴，氯和碘等元素）可以提高转换效率25％。这一发现可能为改善太阳能电池设计奠定基础。
“染料敏化太阳能电池是一种有前景的先进太阳能电池，适用于城市应用，但是由于转换率只在7％到14％之间，所以还有很大的提升空间，”UBC化学研究生Fraser Parlane说，“这是第一次直接证明卤素和它们与其他分子形成的键可能是提高染料敏化太阳能电池性能的关键因素。”
染料敏化太阳能电池由电解质、两个电极和涂有光吸收染料的薄半导体膜组成。当光线撞击染料时，会释放出电子进入半导体，并从那里到达电极，产生电流。
为了使电池正常工作，电解液必须不断地，迅速地用电子补充染料。研究人员发现，卤素的存在加速了这种电子传递。他们用含氟、溴、氯或碘的四种不同染料进行了实验，并在同步加速器上使用X射线吸收光谱技术观察了这一过程。
“卤素原子并不是太阳能电池研究的焦点，它们形成了非常微弱的瞬态键，存在时间不到10微秒，通常只占太阳能电池中所有原子的一小部分。我们很激动能证实这些键可以在太阳能转换方面产生如此显著的差异。”指导这项工作的UBC化学和化学生物工程教授Curtis Berlinguette说道。
研究人员还发现，卤素原子半径越大，染料被重新提供给电子的效果越好。含有比氟的半径大两倍的碘的染料通过电解质再生的速度几乎快了三倍。
Berlinguette补充说：“总而言之，这些发现可以帮助我们调整染料敏化太阳能电池中的相互作用，以优化其性能，从而为寻找便宜高效的能源转换技术开辟了新的探索途径。”
原文链接：Halogens Can Increase Solar Cell Performance by 25 Percent
本文由材料人编辑部黄亚编译，点我加入材料人编辑部。
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