第三代太阳能技术和DSC技术

在这次采访中，戈登·汤普森，首席执行官兼执行董事在Dyesol公司有限公司关于太阳能技术的不断创新会谈AZoM。

第三代太阳能技术是什么意思?太阳能技术在过去十年中取得了怎样的进步?

太阳能技术在过去10年里取得了显著的进步，尽管不同于一些老技术很快就会过时的行业，消费者和开发者仍然在使用所有“世代”的太阳能技术。这些代包括:

第一代-晶体硅

迄今为止在太阳能电池中的最普遍的散装材料是硅。它被分离成多个类别：单晶，多晶和带状硅。晶硅电池占％的市场大约90％。年增长率预计为30％。CSI使用成本较高，高能量，超“洁净室”的生产环境。

第二代薄膜半导体

按电池材料分类:非晶或纳米晶，如CdTe。欧洲杯足球竞彩2010年，按实际产量计算，薄膜的份额为13.5%。薄膜技术在制造过程中使用了更多的稀有材料。欧洲杯足球竞彩

第三代-人工光合作用，纳米技术

第三代PV包括多个技术，包括DSC，寻求通过降低成本的组合在第一两代以改善，提高能源效率，改进的美学和对产品集成的机会。染料太阳能电池技术，使用较少的能源生产 - 使其成为一个更环保的选择，是制造成本更低，而且关键好处之一是，它运作良好，在光线不足的现实世界太阳能的条件，比如在阴天在人口稠密的北半球这些都是常见的。

您能简单地解释一下“DSC技术”这个术语以及它是如何制造的吗?

DSC是将几种关键材料应用在非常薄(比人的头发还要薄许多欧洲杯足球竞彩倍)的基材(如玻璃、钢或塑料)上制成的。顶部是一个透明的阳极，由掺杂氟的二氧化锡制成，沉积在玻璃板或其他衬底的背面。在导电板的背面是一层薄薄的二氧化钛(TiO2)，它形成了一个具有极高表面积的多孔结构。然后将感光板浸泡在感光性钌-多吡啶染料(也称为分子增感剂)和溶剂的混合物中。将薄膜浸泡在染料溶液中后，一层薄薄的染料以共价方式附着在TiO2表面。

然后用一层薄薄的碘化电解质覆盖导电片(通常是铂金属)制成一个单独的平板。然后将两个极板连接并密封在一起，以防止电解液泄漏。虽然DSC使用了许多先进的材料，但与传统硅太阳能电池所需的硅相比，这些材料并不欧洲杯足球竞彩昂贵，因为它们不需要昂贵的制造步骤。

例如，二氧化钛(TiO2)已经被广泛用于油漆基。这些材料欧洲杯足球竞彩通过丝网印刷、浸泡和烘烤应用到基材上，整个过程在一个远没有那么严格的制造环境中进行——按照类似于食品制造业的标准——而不是像水晶硅技术那样的“太空服”、高能量/高成本、超洁净的环境。
当太阳光，间接光，室内/人造光，斑驳光，或低光撞击DSC，在染料的光激发电子，该电子是由钛吸收以产生电流。

与硅基光伏技术相比，DSC技术有什么优势?

DSC技术已经被广泛认为是未来的技术，因为DSC具有许多突出的特点和优点，其中包括：

• DSC在真实世界的阳光条件下表现良好-阴影，黎明，黄昏，斑驳光，雾，云，甚至室内光
• 低能耗，低成本制造工艺，
• 没有有毒物质,欧洲杯足球竞彩
• 小层/小数量的产品节省资源，
• 构建集成的美观选择
• 原材料供应广泛。欧洲杯足球竞彩

这些特点使DSC成为一种清洁、绿色的技术，天生适合应用于人类活动最多、电力需求最高的建筑环境。

在真实世界的太阳条件下表现良好

DSC技术在真实的太阳条件下工作得很好，而且相对比其他太阳能技术更好，包括:阴天、雾天、污染的天空，在高纬度地区(即欧洲、亚洲、北美)，在黎明和黄昏，而不仅仅是在晴天的中午。

低嵌体能源和纳米技术

DSC，这与其他所有光伏系统区分这种技术的一个重要区别，是其纳米技术基础。之一的DSC的关键材料是纳米结构化欧洲杯足球竞彩的二氧化钛（TiO），其提供了一种用于光敏染料的基质，提供独特的电特性，独特的光学性质（如透明性），以及独特的机械性能。纳米材料欧洲杯足球竞彩可以在低得多的温度下加工。例如，微米尺寸的二氧化钛颗粒在大约1000℃的温度下处理，但纳米二氧化钛欧洲杯猜球平台颗粒在500℃左右的温度下加工。这样可以节省相当多的能量，并意味着染料太阳能电池具有较小的能耗比竞争对手的技术。DSC是一个真正的清洁，绿色技术。

低成本制造工艺

由于传统光伏技术严重依赖真空加工，并要求极高纯度的材料和制造环境的严格洁净度，这些技术通常基于昂贵的设备，2020欧洲杯下注官网欧洲杯足球竞彩包括最复杂、最耗能的洁净室，以及所有穿着“太空服”式工作装备的工厂工人。相比之下，DSC生产主要依靠印刷、“烘烤”和包装过程。DSC组装只需要对大气粉尘和湿度进行相对温和的控制。大多数生产步骤类似于涂料、印刷、覆膜和食品包装行业使用的高通量工艺。因此，DSC的生产资本支出要低得多，这一点当然得到了我们商业伙伴的赞赏。

灵活的应用和可扩展的生产

DSC技术可应用于多种基材，包括玻璃、金属和聚合物基材。DSC技术可以应用于刚性和柔性基材，而且是双面的，这意味着它可以吸收来自玻璃两面的光线。DSC技术也可扩展到高水平，将DSC集成到卷对卷生产线(如采用DSC的钢屋面材料)的能力使大批量产品生产成为可能。

低环境影响-无毒原料欧洲杯足球竞彩

根据国际标准和规定，今天欧洲杯足球竞彩DSC所用的材料中没有一种是有毒的。目前使用的主要钌基染料已经进行了生物学测试(AMES测试)，发现不具有诱变性。由于DSC在细胞生产中不使用有毒原料，因此在生产中有极低的修复风险和欧洲杯足球竞彩其他额外的保护措施是极低的。相比之下，DSC的一些潜在竞争技术依赖于毒性很强的材料，如镉和毒性较强的材料，如用于碲化镉(CdTe)和CIGS光伏电池的硒。欧洲杯足球竞彩
产品的少量节约资源

DSC是一种具有最薄的光活性吸收层的技术:感光染料的单分子层分散在高表面积和低成本二氧化钛(TiO2)层上。

相加，对任何DSC面板量敏化剂层的厚度对应于大约1微米，即，多次薄于人的头发。

因此，DSC是最终的“守财奴”，当涉及到自然资源的使用。相比较而言，用于标准的太阳能电池板的硅晶片，超过100倍厚一旦在产品中，再加上有相当大的材料损失和浪费在加工过程中，在晶片中特定锯切阶段。

美学

由于染料太阳能电池的化学性质，没有其他光伏技术在着色和透明度方面提供了如此多的灵活性。许多建筑师都被DSC所吸引，因为它的窗户、门、中庭、天窗和内部分隔墙的颜色和透明度几乎是无限的可能性，所有这些都产生了清洁能源。DSC窗户不仅可以提供电力，还可以缓和强烈的阳光，并提供隔热和隔音。虽然目前使用的最有效的染料是从红色到黄色，但橙色、绿色、灰色和棕色也提供了诱人的效率。办公大楼的DSC窗户可以选择中性灰色，而艺术画廊和音乐厅可以选择更有活力和表现力的颜色。将DSC集成到玻璃房屋中可以过滤和散射强烈的阳光，同时在使用点将部分太阳光谱——这部分对植物生长没有有效贡献——转化为电能。

广泛使用的原材料欧洲杯足球竞彩

DSC中使用的主要化学材料是碳、氧、氮欧洲杯足球竞彩、氢、钛和硅(玻璃)或铁(钢)作为基材，加上非常少量的铂和钌。除了后两种，这些都是非常常见的材料，目前没有短缺的迹象。欧洲杯足球竞彩就自然资源而言，当今DSC中最关键的成分是钌。2000万平方米的DSC面板的年产量在最大功率下接近150 GW，今天需要大约2吨钌，这相当于全球每年钌产量的6-7%，或仅相当于估计的全球可开采资源的0.03%。

由于铂在DSC中使用的数量比钌更少，而且天然铂资源明显高于钌资源，因此铂的材料供应可用性更不显著。相比之下，第二代太阳能技术CIGS(代表铜、镓、铟和二硒化物)需要大量的铟。假设每年CIGS光伏板的产量为2000万平方米，每年需要大约120吨铟。这相当于全球铟年产量的20%左右，或全球可开采资源的1%左右，这是一个非常重要的数量。铟的其他用途，如液晶显示器，很可能会变得越来越难获取，因此会比现在越来越贵。

钌染料在DSC技术的制造中使用。为什么使用钌？这可以由另一个元件来取代？

在染料敏化太阳能电池中，染料是实现高功率转换效率的关键元件之一。钌基染料具有较好的性能和稳定性。是的，也可以使用其他染料，而且有很多有机染料作为替代品，但是，目前这些替代品在性能和稳定性上都比不上钌基染料。