近年來,隨著納米技術和材料科學的快速發(fā)展,DSC技術在染料敏化劑、電解質以及光陰極的制備工藝等方面取得了顯著進展,這些技術突破推動了DSC技術的商業(yè)化進程,使得DSC在太陽能利用領域的市場份額逐漸增加。
染料敏化納米晶(DSC)太陽電池是在上世紀九十年代才有較大突破的發(fā)電技術,有“第三代太陽電池”之稱。它與傳統(tǒng)的PN結發(fā)電原理不同,PN結形成電動勢主要靠“內生電場”,而染料敏化技術主要靠電子的擴散作用形成電流。
自20世紀60年代起,科學家發(fā)現(xiàn)染料吸附在半導體上,在一定條件下能產生電流,這種現(xiàn)象成為光電化學電池的重要基礎。20世紀70年代到90年代,科學家們大量研究了各種染料敏化劑與半導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,光電轉換效率小于1%。
直到1991年,瑞士洛桑高等工業(yè)學院Gr.tzel研究小組將高比表面積的納米晶多孔TiO2膜作半導體電極引入到染料敏化電極的研究當中,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)狀結構,使得它的總表面積遠遠大于其幾何面積,可以增大約1000~2000倍,能有效地吸收陽光,使得染料敏化光電池的光電能量轉換率有了很大提高,其光電能量轉換率可達7.1%,入射光子電流轉換效率大于80%。
1993年,Gr.tzel等人再次報道了光電能量轉換率達10%的染料敏化納米太陽能電池,1997年,其光電能量轉換率達到了10%~11%。1998年,Gr.tzel等人采用固體有機空穴傳輸材料替代液體電解質的全固態(tài)染料敏化納米晶太陽能電池研制成功,轉換效率只有0.74%,但在單色光下其電轉換效率達到33%,從而引起了全世界的關注。
目前全世界宣稱投入者眾多,但迄今無產業(yè)尚未發(fā)展完整;即便目前實驗室效率達15%在生產上仍有不少限制與突破點需克服;臺灣DSC產業(yè)鏈完整,永光、長興、臺塑、福盈及造能科技布局產業(yè)上下游完整。
作為目前最新一代太陽能電池技術,染料敏化太陽能電池技術(DSC)可印刷在玻璃、塑料或金屬等不同的材料表面,使得該技術的投資成本小于其他技術,廣泛的原材料使其具備了大規(guī)模生產的條件,因此DSC可廣泛應用于消費電子產品、無線技術、傳感器、醫(yī)療器械、汽車和建筑行業(yè)。
我國染料敏化太陽能電池研究始于1994年,由中國科學院化學研究所發(fā)起,目前,該課題已被列為國家“863”、“973”計劃重大科研項目。
2008年初,中科院化學研究所與河北漢光重工有限責任公司簽訂長期合作協(xié)議,并成立漢光太陽能研究所。2009年底,邯鄲市政府與河北漢光重工有限責任公司簽訂共同推進染料敏化太陽能電池研發(fā)項目合作協(xié)議。目前,漢光太陽能研究所已掌握核心材料如:N3染料、電解質、鉑液、保護層、碳層的配方及生產合成工藝,具備了多種規(guī)格型號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,具備小批量生產能力。但由于產品穩(wěn)定性問題,目前屬于停產狀態(tài)。
華東師大納光電集成與先進裝備教育部工程研究中心研究助理潘先生則表示,目前,這塊新型太陽能電池的光電轉化效率已超過10%,染料敏化電池最快2017年就可能進入商業(yè)化生產。
第一章 染料敏化太陽能電池(DSC)產業(yè)概述
1.1 染料敏化太陽能電池(DSC)定義及產品技術參數(shù)
1.2 染料敏化太陽能電池(DSC)分類
1.2.1 科研類染料敏化太陽能電池
1.2.2 小規(guī)模示范類
1.3 染料敏化太陽能電池(DSC)應用領域
第二章 染料敏化太陽能電池(DSC)原材料分析
2.1 多孔半導體薄膜
2.2 染料敏化劑
2.3 電解質
2.4 對電極
2.5 原材料供應商分析
第三章 染料敏化太陽能電池生產工藝
3.1 染料敏化太陽能電池工作原理
3.2 染料敏化太陽能電池工作原理
3.2.1 二氧化鈦膜的制備
3.2.2二氧化鈦膜著色
3.2.3制作對電極
3.2.4注入電解質
3.2.5組裝電池
第四章 染料敏化太陽能電池(DSC)發(fā)展概況
4.1 染料敏化太陽能電池(DSC)歷史發(fā)展
4.2 染料敏化太陽能電池(DSC)紀事
第五章 全球主要國家光伏政策分析
5.1 歐洲光伏政策分析
5.1.1 德國政策扶持回顧
5.1.2 西班牙政策扶持回顧
5.2 美國光伏產業(yè)政策及發(fā)展狀況
5.3 亞洲伏產業(yè)政策
5.3.1 中國光伏產業(yè)政策
5.3.2 日本光伏產業(yè)政策
5.3.3 韓國光伏產業(yè)政策
第六章 染料敏化太陽能電池專利分析
6.1專利技術分布
6.2 專利地區(qū)分布
第七章 染料敏化太陽能電池(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 染料敏化太陽能電池及相關產品介紹
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 產品參數(shù)
7.2.3 奧匹維特樣品報價單
7.3 3G Solar
7.3.1 企業(yè)介紹
7.3.2 產品參數(shù)
7.4 Fujikura
7.4.1 企業(yè)介紹
7.4.2 產品參數(shù)
7.5 G24 Power
7.5.1 企業(yè)介紹
7.5.2 產品參數(shù)
7.6 Nissha
7.6.1 企業(yè)介紹
7.6.2 產品參數(shù)
7.7 Exeger
7.7.1 企業(yè)介紹
7.7.2 產品參數(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 產品參數(shù)
7.11 SolarPrint
7.11.1 企業(yè)介紹
7.11.2 產品參數(shù)
7.12 Dyesol
7.12.1 企業(yè)介紹
7.12.2 產品參數(shù)
7.13 三星SDI
7.13.1 企業(yè)介紹
7.13.2 產品參數(shù)
7.14 福盈科技
7.14.1 企業(yè)介紹
7.14.2 產品參數(shù)
7.15 永光化學
7.15.1 企業(yè)介紹
第八章 2017-2030年染料敏化太陽能電池(DSC)預測
8.1 樂觀預測
8.1.1 染料敏化太陽能電池未來產量趨勢
8.1.2 染料敏化太陽能電池產量分地區(qū)
8.1.3 2025年染料敏化太陽能電池企業(yè)產量份額
8.2 中性預測
8.2.1 染料敏化太陽能電池未來產量趨勢
8.2.2 染料敏化太陽能電池產量分地區(qū)
8.3 悲觀預測
第九章 染料敏化太陽能電池(DSC)新項目投資可行性分析
9.1 染料敏化太陽能電池(DSC)新項目SWOT分析
9.2 染料敏化太陽能電池(DSC)新項目可行性分析
第十章 染料敏化太陽能電池(DSC)產業(yè)研究總結