染料薄膜可大大提升太阳能电池效率

    美国科学家最近发现可以利用有机染料(organic dyes)来汇聚太阳光，使太阳能电池的输出功率提高10倍，而且这项技术的规模可以扩大，使太阳能发电能与石化燃料发电一较长短。

    传统光伏电池的集光器(concentrator)是利用大型移动式反射镜来追踪太阳，借此来收集并汇聚大面积的太阳光，来提高太阳能输出功率。由于反射镜的建造和维修所费不低，替代方法之一是改采“发光式太阳集光器”(Luminescent solar concentrator)，它们通常是一块含有染料分子的透明塑料，染料分子会吸收入射光并发出波长较长的光，大部分的光因全反射而被局限在塑料块中，再由紧邻塑料块的太阳能电池加以收集。

    然而，由于塑料块会吸收光，这类组件的总增益很难超过1。为此，麻省理工学院(MIT)的Marc Baldo等人改变作法，他们在玻璃上沉积Pt(TPBP)及DCJTB两种有机染料的薄膜，并搭配几种技术创新，预计可使增益突破10。

    增益的提高源自集光效率(即是输出电力与输入太阳能功率的比值)的提升。MIT小组指出，先前的发光式集光器效率只有1%，而根据他们的计算，Pt(TPBP)及DCJTB集光器的效率分别为4.1%和5.9%，若能透过串迭(tandem)收集频宽更广的入射光，效率还可再提高。他们算出Pt(TPBP)与DCJTB的结合可以产生6.8%的效率，与太阳能电池耦合后的效率可超过20%。

    目前Baldo等人已经制造出几何增益(geometric gain，即集光器和太阳能电池的面积比)为45的集光器，而计算得到的DCJTB集光器总增益为11。尽管如此，太阳能还是比石化燃料贵多了。Baldo指出，太阳能必须降至每瓦约1美元才有竞争力(目前为每瓦50美元)，因此集光器的总增益必须要提升至50才行。

    所幸MIT的人员预测Pt(TPBP)在几何增益为630下，可产生30至60的总增益，而且这种集光器的制造费用非常便宜，因此不会让成本明显增加。
 
    （编辑：于占涛）