近日，我校吳永真特聘教授和朱為宏教授合作在全固態(tài)染料敏化太陽(yáng)能電池（DSSCs）領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究工作“Comprehensive control of voltage loss enables 11.7% efficient solid-state dye-sensitized solar cells”被國(guó)際知名能源期刊《Energy & Environmental Science》（影響因子IF：29.5）在線報(bào)道。
激子型太陽(yáng)能電池中較大的電壓損失嚴(yán)重制約了其能量轉(zhuǎn)換效率（Power conversion efficiency, PCE）。研究人員通過(guò)染料敏化劑和電解質(zhì)的有效分子工程，對(duì)DSSCs中的電子注入、染料再生和電子復(fù)合過(guò)程中的電壓損失進(jìn)行全面地定向調(diào)控，顯著減小了染料能帶隙（Energy gap）與開(kāi)路電壓（VOC）之間的“Trade-off”效應(yīng)。經(jīng)過(guò)合理優(yōu)化，代號(hào)為WS-72的新結(jié)構(gòu)染料在銅基液態(tài)電解質(zhì)中獲得了1.1 V的VOC值，該光電壓表現(xiàn)與高效率的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池相當(dāng)。進(jìn)一步對(duì)電池器件中電解質(zhì)進(jìn)行固化處理得到的全固態(tài)DSSCs取得了11.7%的能量轉(zhuǎn)換效率（短路電流為13.8 mA cm-2、開(kāi)路電壓為1.07 V、填充因子為 0.79），這也是目前全固態(tài)染料敏化太陽(yáng)電池的最高能量轉(zhuǎn)換效率。該工作為從電池工作原理根本上減小激子型太陽(yáng)能電池中的電壓損失以提高其能量轉(zhuǎn)換效率提供了新的思路。
該論文由博士生張維偉在朱為宏教授和吳永真特聘教授的共同指導(dǎo)下完成，得到了瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院Michael Grätzel教授和Shaik Mohammed Zakeeruddin高級(jí)研究員的大力支持，以及田禾院士的悉心指導(dǎo)。
該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、國(guó)家留學(xué)基金委、中央高?；緲I(yè)務(wù)費(fèi)和上海市東方學(xué)者人才計(jì)劃等科研項(xiàng)目的資助。
論文鏈接：http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/ee/c8ee00661j#!divAbstract