http://www.physorg.com/news123411151.html
February 28, 2008
太陽能電池技術現在引領風潮，然而它現在仍掙扎於二個問題：效率與高生產成本。在與東京大學的 Satoshi Uchida 的合作下，Swiss Federal Institute of Technology 的 Michael Gratzel 及其研究團隊現在開發出一種新敏化劑（sensitizers）那應能使廉價類型的太陽能電池更有效率。如同他們在 Angewandte Chemie 期刊中所報告，這種敏化劑是基於染料indoline（吲哚啉）。
好些年前，Gratzel 開發出光電化學太陽能電池，那很便宜、容易生產而且能夠禁得起長期暴露在光與熱下。
這些「Gratzel 電池」包含一層二氧化鈦粒子的中間層，這些粒子塗佈了一層敏化染料。在光的照射下，電子從吸附在二氧化鈦上的染料注入，接著被轉移到二氧化鈦的傳導帶，然後在後方的接點收集並由外部電路攜走。為了要使電池能夠運作，被注入至二氧化鈦的電子必定不能與已氧化的染料再結合。
為了避免這件事，電池包含一種電解液，在溶劑中溶有帶負電的碘化物與三碘化物（triiodide）離子，作為一種氧化還原對（redox couple），那能夠立刻還原染料中所創造出來的電洞。
在電解液中使用易揮發之有機溶劑的主要缺點是電解液需要封裝。離子液體是這些易揮發溶劑的替代品。這些鹽類在低溫時以液態存在，而且不會揮發。然而，這些高黏性的電解液對（譯註：電子）大量遷移不利，在獲得高效率上也會是個問題。
Gratzel 及其團隊藉由最佳化敏化劑來補償損失的效率。他們使用基於 indoline 的特製染料取代慣常使用的釕染料，那具有更高的莫耳吸光係數（molar extinction coefficient）。這讓二氧化鈦薄膜能夠更薄，進而減少電子路徑的長度。這樣的組合也因此獲得 7.2% 的轉換效率，破了這類型（有機染料、離子液體、二氧化鈦）太陽能電池的記錄。
在此例中，染料身為敏化劑的效率不只是倚賴其發色團（chromophore），也依靠其界面間的特性。所以使用一種具有額外碳氫化合物鏈的染料，能藉由阻滯反向電子反應來改善其效率。
※ 相關報導：
＊ Organic Dye-Sensitized Ionic Liquid Based Solar Cells: Remarkable Enhancement in Performance through Molecular Design of Indoline Sensitizers
http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/117893375/ABSTRACT
Daibin Kuang, Dr., Satoshi Uchida, Prof., Robin Humphry-Baker,
Dr., Shaik M. Zakeeruddin, Dr., Michael Gratzel, Prof.
Angewandte Chemie, 2008, 47, No. 10, 1923–1927,
doi: 10.1002/anie.200705225
＊ 新奈米薄膜承諾有效率的太陽能轉換
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