從現(xiàn)階段染料敏化納米薄膜太陽能電池的研究和發(fā)展情況來看,以液體為電解質(zhì)的太陽能電池已經(jīng)在工業(yè)化生產(chǎn)和中試實(shí)驗(yàn)中獲得了成功,其中澳大利亞STA公司、荷蘭ECN研究所和中國科學(xué)院等離子體物理研究所等單位,已在大面積染料敏化納米薄膜太陽能電池中得到了充分的應(yīng)用,且已在老化實(shí)驗(yàn)中證明了其長期穩(wěn)定性,并有望在近期內(nèi)投入工業(yè)化和商業(yè)化生產(chǎn)。
通過解決液體電解質(zhì)對(duì)電池密封和電極材料的不良影響,成功研制了大面積電池組件和商業(yè)化電池板,獲得了較高性能的電池參數(shù),為商業(yè)化應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。其中STA公司200m2顯示電池墻的建設(shè)、ECN在3c群面積上獲得了8.2%的電池光電轉(zhuǎn)換效率和中國科學(xué)院等離子體物理研究所的電池板效率超過5.5%等,都充分證實(shí)染料敏化納米薄膜太陽能電池工業(yè)化的前景。
固體電解質(zhì)是近年來研究熱點(diǎn)之一,也是薄紙型太陽能電池的必然選擇。通過多年的努力,EPFL研究小組在凝膠電解質(zhì)研究上取得突破,在小面積電池中獲得較好的性能參數(shù),并在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了離子液體型凝膠電解質(zhì)為基礎(chǔ)的太陽能電池在高溫情況下的穩(wěn)定性,但在低溫情況下的電池性能和大面積電池性能一直未見報(bào)道。固體電解質(zhì)今后的研究重點(diǎn)仍是解決好光電轉(zhuǎn)換效率偏低的問題,想辦法降低電池內(nèi)阻。
以芳香雜環(huán)類衍生物及其聚合物作為有機(jī)空穴傳輸材料是染料敏化太陽能電池非常有希望取得突破的。雖然空穴傳輸材料不存在泄漏和揮發(fā)問題,其電池的密封材料也易選擇,但低的空穴傳輸速率極大地限制了太陽能電池的性能,電極接觸問題是目前空穴傳輸材料的致命弱點(diǎn),在這一點(diǎn)上還無法與液體電解質(zhì)電池相媲美。電池在室外工作環(huán)境變化時(shí)可能存在致命的穩(wěn)定性等關(guān)鍵技術(shù)問題,也還需深入研究。
通過近十年來染料敏化納米薄膜太陽能電池的快速發(fā)展,其性價(jià)比的優(yōu)勢(shì)將很快在未來工業(yè)化和商業(yè)化上得到集中的體現(xiàn),并預(yù)計(jì)未來幾年內(nèi)必將在太陽能電池領(lǐng)域占有一席之地。