光电论坛第十二期染料敏化太阳能电池的研究现状及发展趋势-华科光电论坛

光电论坛第十二期
染料敏化太阳能电池的研究现状及发展趋势
主讲：程一兵教授
时间：2008年11月4日晚7:30
摘要：利用光电转换原理的太阳能光伏发电是新型能源技术领域的一个重要方向，光伏工业是目前发展最快的产业之一。自1997年以来，世界光伏电池产业以平均每年超过30%的快速增长，成为比IT行业发展更快的产业。然而，目前市场上主要以硅基太阳能电池占主导，过高的成本使硅基太阳能电池的应用受到局限。因此，开发新型低成本的太阳能电池、进一步扩大太阳能电池的应用，对于世界新型能源领域发展具有重要意义。自1991年Michael Grätzel报道以纳米晶结构提高光电转换效率以来，新型染料敏化纳米晶太阳以其低廉的成本、简单的制备工艺而受到广泛关注，本次论坛将介绍染料敏化太阳能电池的工作原理和技术特性，影响其转换效率、稳定性和成本的一些关键因素，并着重介绍该领域中目前研究的几个热点，以及主要的发展趋势。

详细内容：

环境与能源是二十一世纪的主要课题，随着石油等燃料的逐渐减少以及环境污染给地球带来的巨大破坏，科学家和工程师们一直在开发各种新能源来应对能源短缺的问题。其中太阳能的地位是不言而喻的。太阳能电池产业自从它的诞生就飞快的发展，特别是最近十年，世界光伏电池产业以平均每年超过30%的快速增长，成为比IT行业发展更快的产业。目前太阳能电池的问题就是它的成本太高而无法取代传统能源，因而如何降低成本就成为这一行业最大的问题。
2008年11月4日晚7：30，来自澳大利亚工程院院士、蒙纳什大学材料工程学院程一兵教授做客光电论坛第十二期，介绍了新一代低成本太阳能电池染料敏化太阳能电池的报告。本期论坛由谢长生副主任主持，到会的有武汉光电国家实验室（筹）的部分领导和老师，还有不少材料学院、物理学院和化学学院的师生。
程院士以自己职业生涯为例，指出研究课题的选择对一名研究者的重要性。接着介绍了目前太阳能电池的现状和遇到的难题。据介绍，目前市场上的太阳能电池主要是硅太阳能电池，而硅太阳能电池的价格是普通老百姓无法接受的。发达国家也只是靠政府的补助才使得少数人用太阳能电池板供电。可惜的是，硅太阳能电池的技术已经很成熟了，很难进一步大幅度降低成本。因此人们开始注意其它新型太阳能电池。
作为一种低成本太阳能电池，染料敏化纳米晶太阳能电池1991年由瑞士Michael Grätzel教授首次报道，随后受到各国科学家的关注。经过十多年的发展，该太阳能电池的效率已经达到11%。然而，染料敏化纳米晶太阳能电池应用仍遇到很多问题，其中主要是电池的稳定性。
程一兵院士接着对染料敏化纳米晶太阳能电池的发展状况和发展趋势做了预测。他指出，目前他比较关注的研究方向主要在低成本单极板全固态染料敏化纳米晶太阳能电池和柔性染料敏化纳米晶太阳能电池两个方面。程院士课题组首次以披铂碳为对电极开发成功的单极板全固态染料敏化纳米晶太阳能电池表现出良好的稳定性，据悉在经过胶带简单保护后，经过3000小时后光电转换效率没有下降反而略有提高。该研究成果由目前武汉光电国家实验室激子太阳能电池团队韩宏伟博士在程院士课题组做博士后研究员时实现，程院士对该成果给予了很高评价。同时，也对激子太阳能电池团队以实现大面积单极板全固态染料敏化纳米晶太阳能电池作为第一步发展目标给予了极高的肯定，并预测研制成功后将是世界上第一块大面积低成本单极板全固态染料敏化纳米晶太阳能电池，必将引起产业界的兴趣。
紧接着，程院士谈到基于塑料基板的柔性染料敏化纳米晶太阳能电池，这种电池将以轻、价格低廉而受到消费者青睐。程教授介绍了目前他率领的课题组在该电池研究中所开展的合作。程院士一再强调科学研究中合作的重要性，特别是这种染料敏化纳米晶太阳能电池，由于涉及到不同学科的问题，因此不可能某个团队，某个人能够实现产业化目标。
报告结束后，程教授回答了众多教师和学生的问题，会场气氛热烈、融洽。本次论坛持续一个半小时，最后在热烈的掌声中圆满结束。

报告人简介：
程一兵，澳大利亚蒙纳什大学材料工程学院教授，澳大利亚工程院院士，中国国务院侨办海外专家咨询委员会委员。1988年英国纽卡斯尔大学冶金与材料工程系博士，1988年-1991年英国纽卡斯尔大学冶金与材料工程系博士后。自1991年10月起在澳大利亚Monash大学材料工程系任教，先后担任讲师，高级讲师，副教授，教授。2004-2006年任工学院副院长。2007年当选为澳大利亚工程院院士。长期从事材料科学研究，在陶瓷和聚合物复合材料研究领域获得多项成果。发明了可陶瓷化的聚合物基复合材料，该材料在室温下为聚合物特性，但在高温下以近乎静尺寸方式转化为多孔陶瓷。成功地将“可瓷化塑料” 用于制备防火电缆，并商业化生产。该产品为世界首创，研究成果已获专利两项，获奖多项。近年来，开展了对染料敏化太阳能电池的研究，主要研究方向侧重于太阳能电池中纳米氧化钛半导体多孔膜的制备以及以塑料为基板的柔性太阳能电池。发表杂志论文190篇，会议论文104篇，申请专利13项，授权4项。
2008年入选澳大利亚名人录（2009年版），2008年获得湖北省优秀外国专家“编钟奖”， 2005获蒙纳什大学工程学院优秀研究者奖，2004获澳大利亚合作研究中心联合会最佳发明奖，2004获澳大利亚企业-高等教育联合会科研、教育优秀奖，2004获澳大利亚聚合物合作研究中心主席奖，1998获日本科技振兴会研究员奖，1990获英国化工协会纽卡斯尔分会颁发的纽卡斯尔地区大学最佳材料学博士论文奖。