在奥地利的第二大城市格拉茨，当地科学城的地标性建筑科学塔的屋顶，装设了一千平方米的新型太阳能电池，这座60米高的大楼由此完全实现能源自给；

瑞士科技会展中心位于洛桑联邦理工学院校园北部，在彩色的染料敏化太阳电池的妆点下，建筑物既富科技感又不失华丽。

瑞士科技会展中心

如此高科技的太阳能电池核心元件便是出自浙江大学化学系王鹏教授课题组之手。王鹏教授课题组与瑞士联邦理工学院Michael Grätzel教授课题组合作取得了在光热稳定染料敏化太阳能电池研究方面的重要进展，这一成果还以封面论文形式发表于细胞出版社新创立的能源领域旗舰期刊《焦耳》（Joule）上。

Joule当期封面，内容为奥地利格拉茨的科技大厦

这样一款“高格局”太阳能电池，到底有何优势能得到《焦耳》杂志的青睐，快来和小浙一起瞧瞧吧！新一代能源：模拟光合作用，发电无污染

浓浓的黑烟，第一眼看见此图你会想起什么？寒冬来袭，室内的温暖意味着我们对电能的需求量更太大了，就像个巨兽不断“以电充饥”，也许大家还不知道我们的发电量是有限的，许多发电方式还会产生环境污染，实在令人担忧。

别急别急，看看染料敏化太阳电池如何解决这个问题。

自然界中植物的光合作用，是地球上最为有效的固定太阳光能的过程，染料敏化太阳电池就是模仿光合作用原理，研制出来的一种新型太阳电池。话不多说，看图你就明白啦。

染料敏化太阳电池结构

模仿光合作用，染料敏化太阳电池使用的材料皆是王鹏教授团队研发的，具有无污染、低成本的特点。因此，利用染料敏化太阳电池制作的玻璃幕墙、屋顶或窗户等能实现光伏建筑一体化，在低成本情况下实现建筑能源的自给，且无化学污染，整体性好，还可做成多种颜色，兼具美观。实现无挥发性、不易脱附，发电持续性强

王鹏教授的团队找到了粘度低、导电率高的盐作为电池的电解液，解决了因挥发性溶剂而带来的不稳定因素，大大增强了太阳电池的使用寿命；他们通过修饰染料的化学结构来降低染料极性，使得染料在电解液中溶解度大大降低，让染料像贝壳一样牢固附着在二氧化钛半导体这块石头上，可使太阳电池在室外工作到10到20年，其弱光效应好，每天工作时间可以超过8小时，远高于硅晶体太阳能电池每天约4小时的工作时间，补足了其发光效率相对较低的不足。

高效转化、利用率高

当前市面上能买到的，大多是效率在18%到20%之间的商用型屋顶太阳能光伏面板，这样的太阳能电池能量转化效率低，吸收转化的太阳能少。

王鹏教授等人首次实现了能量转换效率高的无挥发染料敏化太阳电池，该器件在85摄氏度老化1000小时后，能量转换效率的保有率仍在90%以上，展现出良好的应用前景。

前景可期：新型太阳能电池进入产业化

目前，这种新型太阳能电池已经投入生产使用，进入了产业化。毫无疑问的是未来新型的染料敏化太阳能池将拥有更大的市场，比如就欧盟而言，提出到2025年新建建筑物能耗自供应能力占到25%。

目前，这项研究已经得到了国家重大科学研究计划、国家自然科学基金等项目的资助。

文字整合：浙江大学微讯社 田柳燕

图文内容整合自柯溢能《模拟光合作用，浙大首次研制出转化率达10%的敏化太阳能电池》

本文编辑：浙江大学微讯社 田柳燕