上海交大昨天發(fā)布信息，學校一項啟迪于蝴蝶翅膀的染料敏化太陽能電池研究，為解決太陽能電池光—電轉(zhuǎn)換效率等瓶頸問題提供了創(chuàng)新思維和實現(xiàn)可能，受到國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)界的高度關注。相關論文近日在美國化學學會下屬的《材料化學》雜志發(fā)表后，被一批國際著名科技網(wǎng)站轉(zhuǎn)載和報道。

        作為一種清潔能源，太陽能電池在全球范圍內(nèi)正受到越來越多的關注。繼硅系太陽能電池后，染料敏化電池由于成本低、綠色制備工藝等優(yōu)點，備受矚目。但是，染料敏化電池較低的光—電轉(zhuǎn)換效率等問題阻礙了其廣泛應用。目前，提高轉(zhuǎn)換效率的方法之一是提高電池光陽極的光采集率。如何設計和制備具有高效太陽光采集能力的材料及結(jié)構(gòu)，成為各國科學家攻堅的難題。

        上海交大材料科學與工程學院張荻教授領銜的“遺態(tài)材料”科研小組，從蝴蝶翅膀的結(jié)構(gòu)得到靈感。自然界的物種經(jīng)過千百萬年自然選擇的殘酷競爭，已進化出了無數(shù)相應的特殊結(jié)構(gòu)。生活在寒帶及高緯度地區(qū)的蝴蝶，其翅膀鱗片所具有的微結(jié)構(gòu)，有助于個體充分、高效地吸收利用太陽能，以保持其體溫，維持其物種的延續(xù)。受此啟發(fā)，研究小組設計了一種全新的具有高光采集效能的太陽能電池的光陽極構(gòu)件，并對此進行了研究和驗證。

        科研小組在國際上率先提出，可利用具有精細分級的蝶翅作為模板，來制備染料敏化太陽能電池用的TiO2光采集器件。研究發(fā)現(xiàn)，相對于普通的TiO2薄膜，具有蝶翅結(jié)構(gòu)TiO2的光吸收率可提高2倍以上，以此為光陽極，可以大大提高光采集效率，進而有望提高此類太陽能電池的光—電轉(zhuǎn)換效率。