26%效率染料敏化电池让“太阳能”走进室内

位于英国威尔士的G24创新公司（G24 Innovations）日前宣布，最新的特制染料敏化太阳能电池转换白炽灯光的效率已达26%，而以前的转换效率仅为15%。这使染料敏化电池有望广泛应用于室内发电中。美国德州仪器公司（Texas Instruments）的太阳能实验室确认了该成果，并认为这是目前市场上最有效的室内光能收集技术。洛桑联邦理工学院的迈克尔•格拉特兹勒教授表示，染料敏化太阳能电池在未来将可以达到40％的转换效率。

“室内太阳能”听起来很矛盾，但人们对于利用染料敏化太阳能电池为电子产品及电网供电的热情一直不减。这种电池所用的光源大部分来自白炽灯、荧光灯及LED灯，而非透过窗户照进来的太阳光。如果有高效能的染料敏化太阳能电池来替代目前电子产品中所用的普通电池，那用电成本将会降低。

染料敏化电池是瑞士洛桑联邦理工学院的迈克尔·格拉特兹勒教授在上世纪90年代发明的，该技术接近模仿自然界光合作用中的光反应。这种电池类似于安装在屋顶的晶硅太阳能电池，它们都靠半导体元件将光能转换为电能。区别在于，晶硅电池是直接将光能转换为电能，要受到硅的物理性质限制，只能吸收特定频率的光。而染料敏化电池通过光敏染料的分子捕获光，如果稍微改变一下这种染料的成分，就可以让它吸收不同频率的光。这个特性使染料敏化电池比晶硅电池更加方便和灵活。

光敏染料分子附着在作为半导体物质的二氧化钛微粒上。整个附着过程是在电解液的两个电极之间进行，当一个染料分子吸收一个光子时，一个电子就会受到碰撞，进入二氧化钛中。电子从那里向其中一个电极运动，由此产生电流。

染料敏化电池的灵活性让其特别适用于室内。人造光中不论是白炽灯、荧光灯还是LED灯光的光谱都和阳光不同。通过改变所用染料的成分，可以保证染料敏化电池的最大感光度与特定场合使用的人造光源的光谱相吻合。并且，染料敏化电池没有刚性部件，可弯曲，更为结实耐用，可以更好地利用在电子产品的供电领域。

G24创新公司的财务总监史蒂芬·伯特还介绍了染料敏化电池的部分应用，包括用灯泡供电的电视遥控器、烟雾探测器和电脑键盘等。

该公司同时还推出了内部装有光敏电池板的夹克和背包样品，用来为数码相机和手机充电。目前，在拉斯维加斯的一家酒店也使用了这种产品来为其电动百叶窗供电。

伯特表示，染料敏化电池在为现代“智能”建筑中的传感器网络供电方面很有市场潜力。另外，由于染料敏化电池可以在昏暗或漫反射光环境里也能产生足够的电量，未来，这种电池或许还可以应用于室外，装在云层较多地区的屋顶上。