染料敏化太陽能電池(dye-sensitized solar cell, DSSC)有電荷收集力強、高開路電壓及填充率佳等優(you) 點,但是它們(men) 無法完全吸收可見光及近紅外光,因此短路光電流密度(photocurrent density)比不上無機光伏材料。如何增加光電流成為(wei) 提升DSSC組件的關(guan) 鍵因素。
解決(jue) 之道包括開發能吸收太陽光譜上更寬範圍光子的新染料,以及調整TiO2納米結構讓電荷傳(chuan) 遞更有效。雖然科學家已針對上述兩(liang) 點提出幾種作法,這些作法也確實提高了效率,但結果依舊不是無機光伏組件的對手。主要原因是這些方法盡管單獨實施起來很有效,但不容易與(yu) 其它策略結合,無法累加式地提高組件的效率。
韓國延世(Yonsei)大學材料科係的科學家最近發現,在DSSC的總電阻中,有相當大的比例源自於(yu) 電極間因界麵貼合狀況不佳而衍生的接觸電阻,他們(men) 並證明利用激光焊接(laser welding)界麵可以大幅提高組件的電流大小。
該團隊以波長355 nm的紫外激光脈衝(chong) 照射在鍍了透明導電氧化物(TCO)的玻璃基板上形成的 TiO2薄膜,此脈衝(chong) 可以穿透TCO,但會(hui) 被TiO2強烈吸收,導致局部的TiO2納米微粒融化,在界麵形成連續的TiO2層。這層TiO2能妥善銜接兩(liang) 個(ge) 電極,降低接觸電阻,電流因此大增。
這個(ge) 方法使組件效能增加了35-65%,例如DSSC電池的效能可以由8.2%提高至11.2%。這種激光焊接技術既簡單又快速,而且最重要的是,它可以搭配任何其它提升效能的策略來實施。詳見Nanotechnology 21, p.345203 (2010)。

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