太阳能染料有助于收获光

染料敏化太阳能电池(DSSCs)依靠吸收光的染料来调动电子电流，并且是清洁能源的有希望的来源。A*STAR材料研究与工程研究所的JishanWu和新加坡的同事现已开发出锌卟啉染料，可以在光谱的可见光和近红外光部分获得光。他们的研究表明，这些染料的化学改性可以增强DSSC的能量输出。

与传统的硅太阳能电池相比，DSSC的制造更容易，成本更低，但目前它们的效率较低。基于钌的染料传统上用于DSSCs，但在2011年，研究人员开发出一种基于锌原子的更有效的染料，被称为卟啉的环状分子包围。使用这种新染料的太阳能电池称为YD2-o-C8，可见光转换为电能，效率高达12.3%。Wu的团队旨在通过开发一种能吸收红外光的锌卟啉染料来提高效率。

由吴的团队WW-5和WW-6开发的最成功的染料，将锌卟啉核心与由氮原子桥接的稠合碳环系统结合，称为N-环状per基团。含有这些染料的太阳能电池比YD2-o-C8吸收的红外光更多，效率高达10.5%，与YD2-o-C8电池在相同测试条件下的性能相匹配(见图)。

理论计算表明，通过碳-碳三键连接这些染料的卟啉和per部分，碳-碳三键作为富电子连接体，改善了它们之间的电子流动。这种键还降低了激发分子中电子所需的光能，提高了染料收集红外光的能力。

在染料中加入庞大的化学基团也可以提高它们的溶解度并防止它们聚集-这往往会降低DSSC的效率。

然而，WW-5和WW-6在将可见光转换成电能方面的效率略低于YD2-o-C8，并且它们也产生较低的电压。“我们现在正试图通过基于WW-5和WW-6化学结构的修改来解决这个问题，”吴说。

比较来自更多per卟啉染料的结果应指出克服这些障碍的方法，甚至可以将光吸收进一步延伸到红外线中。“首要任务是提高电源转换效率，”吴说。“我们的目标是在不久的将来将效率提高到13%以上。

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