新的“修补玩具”测试可能将太阳能成本推向自由落体

太阳能成本的下降速度已经超过了您所说的“太阳能成本的下降速度”，并且随之而来的是一项新的发展趋势，它可能会进一步加速这一趋势。该项目是由桑迪亚国家实验室与科罗拉多大学博尔德分校合作开发的，旨在解决染料敏化太阳能电池的效率限制。

这个想法是将基于染料的技术与另一种材料相结合，研究人员将其与童年玩偶的标志性材料Tinker玩具进行了比较。染料敏化太阳能电池可以降低制造过程的成本，因此突破效率壁垒，您也可以吃太阳能蛋糕。

MOF在染料敏化太阳能电池中的使用（由Sandia国家实验室提供）。

降低太阳能成本的有前途的技术…

正如桑迪亚（Sandia）在新的太阳能成本突破上的新闻材料所描述的那样，染料敏化太阳能电池自1980年代就出现了。顾名思义，该技术涉及能够使太阳能电池更有效地吸收光的特殊染料。

这一发展在太阳能电池的研发方面产生了很大的不同，因为它使研究人员能够将产生电流的过程分解为单独的组件。可以对每个“模块”进行调整，以最大程度地提高效率，而又不会使整个系统脱颖而出。

…但是天堂有麻烦

该技术遇到麻烦的地方是染料趋于“团聚”到半导体材料上的趋势，这就是将太阳能转换为可用电流方面的作用。

通常，染料敏化太阳能电池中的半导体是二氧化钛，二氧化钛是一种常用物质（例如，作为白色涂料中的关键成分）。当染料最终聚集在二氧化钛表面上时，会降低太阳能电池的效率。

桑迪亚救援！

为了解决这个问题，Sandia计划在金属有机框架（MOF）材料领域中运用其专业知识。

先前，我们是在西北太平洋国家实验室对下一代电池的研究中讨论MOF的。该团队将其描述为“独特的粉末状纳米材料”，MOF是指由有机分子连接的金属团簇的结晶化合物，它们自组装成多孔结构。

桑迪亚（Sandia）的描述与此类似，另外还观察到，由于MOF的高度有序性，研究人员发现可以轻松“设想和组装”新结构。组装Tinker Toys并不容易，但这是Sandia的基本想法。

硅片在氧化层上涂有MOF膜，并带有铂电极阵列（Dino Vournas的照片由Sandia National Laboratories提供，为清晰起见，对其进行了裁剪和增强）。

新项目将涉及在二氧化钛上层叠MOF，以锁定染料的位置。不过，秘制酱料将是MOF能够使染料增添一层，如Sandia所述：

…MOF的独特孔隙率使研究人员可以在MOF的孔中添加第二种染料，该染料将覆盖太阳光谱中未被初始染料覆盖的其他部分。

以下是桑迪亚材料科学家Erik Spoerke的几段有关潜力的摘要：

本质上，我们认为MOF可以帮助更有效地组织太阳能电池中分子的电子和纳米结构。这可以大大提高这些组装设备的效率和稳定性。

…结合MOF，染料敏化太阳能电池和原子层沉积，我们认为我们可以以前所未有的方式控制所有关键电池界面和材料元素。

在记录之前，让我们注意一下，尽管制造太阳能电池的成本可能会降低，但太阳能安装成本的很大一部分仍取决于各种非电池因素，包括市场营销，管理，设计，许可和人工成本。同样，通过降低太阳能电池成本并提高效率，您可以对总体太阳能成本产生重大影响。

集团拥抱降低太阳能成本

正如您可能从以上引用中收集的那样，到目前为止，桑迪亚团队正在研究假设。为了加快研发速度，能源部刚刚通过SunShot Initiative为该项目额外拨款120万美元给实验室。因此，集体拥抱您所有的纳税人！

桑迪亚当然是能源部由纳税人支持的国家实验室网络的一部分，该网络由洛克希德·马丁公司的朋友的全资子公司运营。

洛克希德公司以其飞机和国防部的合同而闻名，因此，如果您想了解该公司与太阳能的联系，请查看其最近的一些清洁能源投资，例如废气制乙醇，下一代波浪能以及一个漂亮的小型紧凑型聚变反应堆。

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