近日，我校吳永真特聘教授和朱為宏教授合作在全固態(tài)染料敏化太陽能電池（DSSCs）領域取得重要進展，相關研究工作“Comprehensive control of voltage loss enables 11.7% efficient solid-state dye-sensitized solar cells”被國際知名能源期刊《Energy & Environmental Science》（影響因子IF：29.5）在線報道。
激子型太陽能電池中較大的電壓損失嚴重制約了其能量轉(zhuǎn)換效率（Power conversion efficiency, PCE）。研究人員通過染料敏化劑和電解質(zhì)的有效分子工程，對DSSCs中的電子注入、染料再生和電子復合過程中的電壓損失進行全面地定向調(diào)控，顯著減小了染料能帶隙（Energy gap）與開路電壓（VOC）之間的“Trade-off”效應。經(jīng)過合理優(yōu)化，代號為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能電池相當。進一步對電池器件中電解質(zhì)進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下完成，得到了瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院Michael Grätzel教授和Shaik Mohammed Zakeeruddin高級研究員的大力支持，以及田禾院士的悉心指導。
該工作得到了國家自然科學基金委、國家留學基金委、中央高校基本業(yè)務費和上海市東方學者人才計劃等科研項目的資助。
論文鏈接：http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/ee/c8ee00661j#!divAbstract