雷射焊接能提升太陽電池效率
- 上線日期：2010/10/22 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
染料敏化太陽電池(dye-sensitized solar cell, DSSC)有電荷收集力強、高開路電壓及填充率佳等優點，但是它它們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提升DSSC元件的關鍵因素。
解決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奈米結構讓電荷傳遞更有效。雖然科學家已針對上述兩點提出幾種作法，這些作法也確實提高了效率，但結果依舊不是無機光伏元件的對手。主要原因是這些方法儘管單獨實施起來很有效，但不容易與其他策略結合，無法累加式地提高元件的效率。
韓國延世(Yonsei)大學材料科系的科學家最近發現，在DSSC的總電阻中，有相當大的比例源自於電極間因界面貼合狀況不佳而衍生的接觸電阻，他們並證明利用雷射焊接(laser welding)界面可以大幅提高元件的電流大小。
該團隊以波長355 nm的紫外雷射脈動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，此脈衝可以穿透TCO，但會被TiO2強烈吸收，導致局部的TiO2奈米微粒融化，在界面形成連續的TiO2層。這層TiO2能妥善銜接兩個電極，降低接觸電阻，電流因此大增。
這個方法使元件效能增加了35-65%，例如DSSC電池的效能可以由8.2%提高至11.2%。這種雷射焊接技術既簡單又快速，而且最重要的是，它可以搭配任何其他提升效能的策略來實施。詳見Nanotechnology 21, p.345203 (2010)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/lab/43637
譯者:蔡雅芝(逢甲大學光電學系)
責任編輯:蔡雅芝
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