近年來(lái),隨著納米技術(shù)和材料科學(xué)的快速發(fā)展,DSC技術(shù)在染料敏化劑、電解質(zhì)以及光陰極的制備工藝等方面取得了顯著進(jìn)展,這些技術(shù)突破推動(dòng)了DSC技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程,使得DSC在太陽(yáng)能利用領(lǐng)域的市場(chǎng)份額逐漸增加。
染料敏化納米晶(DSC)太陽(yáng)電池是在上世紀(jì)九十年代才有較大突破的發(fā)電技術(shù),有“第三代太陽(yáng)電池”之稱。它與傳統(tǒng)的PN結(jié)發(fā)電原理不同,PN結(jié)形成電動(dòng)勢(shì)主要靠“內(nèi)生電場(chǎng)”,而染料敏化技術(shù)主要靠電子的擴(kuò)散作用形成電流。
自20世紀(jì)60年代起,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)染料吸附在半導(dǎo)體上,在一定條件下能產(chǎn)生電流,這種現(xiàn)象成為光電化學(xué)電池的重要基礎(chǔ)。20世紀(jì)70年代到90年代,科學(xué)家們大量研究了各種染料敏化劑與半導(dǎo)體納米晶光敏化作用,研究主要集中在平板電極上,這類電極只有表面吸附單層染料,光電轉(zhuǎn)換效率小于1%。
直到1991年,瑞士洛桑高等工業(yè)學(xué)院Gr.tzel研究小組將高比表面積的納米晶多孔TiO2膜作半導(dǎo)體電極引入到染料敏化電極的研究當(dāng)中,這種高比表面積的納米晶多孔TiO2組成了海綿式的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使得它的總表面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其幾何面積,可以增大約1000~2000倍,能有效地吸收陽(yáng)光,使得染料敏化光電池的光電能量轉(zhuǎn)換率有了很大提高,其光電能量轉(zhuǎn)換率可達(dá)7.1%,入射光子電流轉(zhuǎn)換效率大于80%。
1993年,Gr.tzel等人再次報(bào)道了光電能量轉(zhuǎn)換率達(dá)10%的染料敏化納米太陽(yáng)能電池,1997年,其光電能量轉(zhuǎn)換率達(dá)到了10%~11%。1998年,Gr.tzel等人采用固體有機(jī)空穴傳輸材料替代液體電解質(zhì)的全固態(tài)染料敏化納米晶太陽(yáng)能電池研制成功,轉(zhuǎn)換效率只有0.74%,但在單色光下其電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到33%,從而引起了全世界的關(guān)注。
目前全世界宣稱投入者眾多,但迄今無(wú)產(chǎn)業(yè)尚未發(fā)展完整;即便目前實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)15%在生產(chǎn)上仍有不少限制與突破點(diǎn)需克服;臺(tái)灣DSC產(chǎn)業(yè)鏈完整,永光、長(zhǎng)興、臺(tái)塑、福盈及造能科技布局產(chǎn)業(yè)上下游完整。
作為目前最新一代太陽(yáng)能電池技術(shù),染料敏化太陽(yáng)能電池技術(shù)(DSC)可印刷在玻璃、塑料或金屬等不同的材料表面,使得該技術(shù)的投資成本小于其他技術(shù),廣泛的原材料使其具備了大規(guī)模生產(chǎn)的條件,因此DSC可廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品、無(wú)線技術(shù)、傳感器、醫(yī)療器械、汽車和建筑行業(yè)。
我國(guó)染料敏化太陽(yáng)能電池研究始于1994年,由中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所發(fā)起,目前,該課題已被列為國(guó)家“863”、“973”計(jì)劃重大科研項(xiàng)目。
2008年初,中科院化學(xué)研究所與河北漢光重工有限責(zé)任公司簽訂長(zhǎng)期合作協(xié)議,并成立漢光太陽(yáng)能研究所。2009年底,邯鄲市政府與河北漢光重工有限責(zé)任公司簽訂共同推進(jìn)染料敏化太陽(yáng)能電池研發(fā)項(xiàng)目合作協(xié)議。目前,漢光太陽(yáng)能研究所已掌握核心材料如:N3染料、電解質(zhì)、鉑液、保護(hù)層、碳層的配方及生產(chǎn)合成工藝,具備了多種規(guī)格型號(hào)電池單元的制作能力,其光電流、光電壓及光電效率都已滿足小型用電器的電量要求,具備小批量生產(chǎn)能力。但由于產(chǎn)品穩(wěn)定性問(wèn)題,目前屬于停產(chǎn)狀態(tài)。
華東師大納光電集成與先進(jìn)裝備教育部工程研究中心研究助理潘先生則表示,目前,這塊新型太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率已超過(guò)10%,染料敏化電池最快2017年就可能進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)。
第一章 染料敏化太陽(yáng)能電池(DSC)產(chǎn)業(yè)概述
1.1 染料敏化太陽(yáng)能電池(DSC)定義及產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)
1.2 染料敏化太陽(yáng)能電池(DSC)分類
1.2.1 科研類染料敏化太陽(yáng)能電池
1.2.2 小規(guī)模示范類
1.3 染料敏化太陽(yáng)能電池(DSC)應(yīng)用領(lǐng)域
第二章 染料敏化太陽(yáng)能電池(DSC)原材料分析
2.1 多孔半導(dǎo)體薄膜
2.2 染料敏化劑
2.3 電解質(zhì)
2.4 對(duì)電極
2.5 原材料供應(yīng)商分析
第三章 染料敏化太陽(yáng)能電池生產(chǎn)工藝
3.1 染料敏化太陽(yáng)能電池工作原理
3.2 染料敏化太陽(yáng)能電池工作原理
3.2.1 二氧化鈦膜的制備
3.2.2二氧化鈦膜著色
3.2.3制作對(duì)電極
3.2.4注入電解質(zhì)
3.2.5組裝電池
第四章 染料敏化太陽(yáng)能電池(DSC)發(fā)展概況
4.1 染料敏化太陽(yáng)能電池(DSC)歷史發(fā)展
4.2 染料敏化太陽(yáng)能電池(DSC)紀(jì)事
第五章 全球主要國(guó)家光伏政策分析
5.1 歐洲光伏政策分析
5.1.1 德國(guó)政策扶持回顧
5.1.2 西班牙政策扶持回顧
5.2 美國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)政策及發(fā)展?fàn)顩r
5.3 亞洲伏產(chǎn)業(yè)政策
5.3.1 中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)政策
5.3.2 日本光伏產(chǎn)業(yè)政策
5.3.3 韓國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)政策
第六章 染料敏化太陽(yáng)能電池專利分析
6.1專利技術(shù)分布
6.2 專利地區(qū)分布
第七章 染料敏化太陽(yáng)能電池(DSC)核心企業(yè)研究
7.1 黑金熱工
7.1.1 企業(yè)介紹
7.1.2 染料敏化太陽(yáng)能電池及相關(guān)產(chǎn)品介紹
7.1.3 企業(yè)新聞分析
7.2 奧匹維特
7.2.1 企業(yè)介紹
7.2.2 產(chǎn)品參數(shù)
7.2.3 奧匹維特樣品報(bào)價(jià)單
7.3 3G Solar
7.3.1 企業(yè)介紹
7.3.2 產(chǎn)品參數(shù)
7.4 Fujikura
7.4.1 企業(yè)介紹
7.4.2 產(chǎn)品參數(shù)
7.5 G24 Power
7.5.1 企業(yè)介紹
7.5.2 產(chǎn)品參數(shù)
7.6 Nissha
7.6.1 企業(yè)介紹
7.6.2 產(chǎn)品參數(shù)
7.7 Exeger
7.7.1 企業(yè)介紹
7.7.2 產(chǎn)品參數(shù)
7.7.3 企業(yè)新聞分析
7.8 Oxford Photovoltaics
7.8.1 企業(yè)介紹
7.8.2 產(chǎn)品參數(shù)
7.8.3 企業(yè)新聞分析
7.9 Solaronix
7.9.1 企業(yè)介紹
7.9.2 產(chǎn)品參數(shù)
7.9.3 企業(yè)新聞分析
7.10 Peccell
7.10.1 企業(yè)介紹
7.10.2 產(chǎn)品參數(shù)
7.11 SolarPrint
7.11.1 企業(yè)介紹
7.11.2 產(chǎn)品參數(shù)
7.12 Dyesol
7.12.1 企業(yè)介紹
7.12.2 產(chǎn)品參數(shù)
7.13 三星SDI
7.13.1 企業(yè)介紹
7.13.2 產(chǎn)品參數(shù)
7.14 福盈科技
7.14.1 企業(yè)介紹
7.14.2 產(chǎn)品參數(shù)
7.15 永光化學(xué)
7.15.1 企業(yè)介紹
第八章 2017-2030年染料敏化太陽(yáng)能電池(DSC)預(yù)測(cè)
8.1 樂(lè)觀預(yù)測(cè)
8.1.1 染料敏化太陽(yáng)能電池未來(lái)產(chǎn)量趨勢(shì)
8.1.2 染料敏化太陽(yáng)能電池產(chǎn)量分地區(qū)
8.1.3 2025年染料敏化太陽(yáng)能電池企業(yè)產(chǎn)量份額
8.2 中性預(yù)測(cè)
8.2.1 染料敏化太陽(yáng)能電池未來(lái)產(chǎn)量趨勢(shì)
8.2.2 染料敏化太陽(yáng)能電池產(chǎn)量分地區(qū)
8.3 悲觀預(yù)測(cè)
第九章 染料敏化太陽(yáng)能電池(DSC)新項(xiàng)目投資可行性分析
9.1 染料敏化太陽(yáng)能電池(DSC)新項(xiàng)目SWOT分析
9.2 染料敏化太陽(yáng)能電池(DSC)新項(xiàng)目可行性分析
第十章 染料敏化太陽(yáng)能電池(DSC)產(chǎn)業(yè)研究總結(jié)