【eCorr中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)消息】日本沖繩科技研究所（OIST）能源材料和表面科學(xué)部在太陽(yáng)能電池退化研究領(lǐng)域獲得驚人發(fā)現(xiàn)，該發(fā)現(xiàn)為延長(zhǎng)太陽(yáng)能電池的壽命奠定了基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)能源如化石燃料相比，開(kāi)發(fā)具有經(jīng)濟(jì)效益的太陽(yáng)能電池，其關(guān)鍵因素在于生產(chǎn)費(fèi)用、電池功效及壽命。齊亞兵教授與其成員對(duì)高效太陽(yáng)能電池退化的原因進(jìn)行了調(diào)查研究，研究結(jié)果發(fā)表在《物理化學(xué)快報(bào)》上。由于研究人員已經(jīng)清楚導(dǎo)致太陽(yáng)能電池退化和壽命縮短的原因，因此，該發(fā)現(xiàn)有助于推進(jìn)各式太陽(yáng)能電池技術(shù)的發(fā)展。

　　固態(tài)染料敏化太陽(yáng)能電池（DSSC）具有較高效率，且成本低廉。電池退化會(huì)使得電池壽命縮短，但目前電池退化的原因仍不為人所知。為研究電池退化成因，齊教授與其同事專(zhuān)注于對(duì)spiro-MeOTAD（即2,2',7,7'-四[N,N-二（4-甲氧基苯基）氨基]-9,9'-螺二芴）的研究，該材料被廣泛用于太陽(yáng)能電池。由于spiro-MeOTAD位于太陽(yáng)能電池頂層，與外界環(huán)境相接觸，研究人員懷疑其是導(dǎo)致電池退化的罪魁禍?zhǔn)住．?dāng)表層的spiro-MeOTAD受空氣照射、持續(xù)光輻射、高溫和灰塵等因素影響時(shí)，電池退化產(chǎn)生。

　　光氧化是由于物質(zhì)暴露于空氣和光線(xiàn)中而引起的一種化學(xué)過(guò)程，被認(rèn)為是最有可能導(dǎo)致電池退化的因素。齊教授和同事們對(duì)該過(guò)程是否存在進(jìn)行了驗(yàn)證，但最終并未檢測(cè)到spiro-MeOTAD發(fā)生光氧化或化學(xué)降解。

　　隨后，研究人員對(duì)與空氣接觸相關(guān)的其他可能的退化機(jī)制進(jìn)行了調(diào)研。作為一種非晶物質(zhì)，spiro-MeOTAD被用于太陽(yáng)能電池中，但其非晶性使得空氣中的微粒極易進(jìn)入spiro-MeOTAD層并擴(kuò)散開(kāi)來(lái)。氣體雜質(zhì)的進(jìn)入，導(dǎo)致電池發(fā)生退化。在進(jìn)行一系列詳細(xì)分析后，研究人員確定，正是由于外部氣體分子的進(jìn)入引起了spiro-MeOTAD層的退化，從而導(dǎo)致太陽(yáng)能電池功率的下降。

　　下一步工作是找到一種材料可對(duì)spiro-MeOTAD進(jìn)行封裝，從而避免其與空氣接觸，阻止氣體的擴(kuò)散以及隨后的退化。齊教授指出，“如果我們能找到一種低價(jià)封裝的方法，將在太陽(yáng)能電池中首次實(shí)現(xiàn)低成本、高效和長(zhǎng)壽命的三重目標(biāo)。”盡管太陽(yáng)能電池容易生產(chǎn)并且具有很大的經(jīng)濟(jì)效益，但該附加步驟是獲得理想太陽(yáng)能電池的又一大阻礙。

　　齊教授補(bǔ)充說(shuō)，“該技術(shù)與我們正在研究的柔性透明電極的涂層技術(shù)一致，意味著我們可利用這項(xiàng)研究制造大面積的、透明的柔性太陽(yáng)能電池。”齊教授和他的同事們使世界離替代能源的使用更進(jìn)了一步。希望不久的將來(lái)，你會(huì)看到這項(xiàng)研究在更清潔、高效的能源生產(chǎn)中取得成果。

　　該工作由OIST能源材料和表面科學(xué)部與普林斯頓大學(xué)的安東尼·卡恩教授及其研究小組共同完成。研究所用spiro-MeOTAD由默克公司日本分公司的DSSC技術(shù)研發(fā)部友情提供。

　　
　　
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責(zé)任編輯：劉娟

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