太阳能染料：左边的彩色窗户是在韩国首尔政府大楼，这种窗户可以发电，使用的技术来自澳大利亚染料型太阳能开发商戴索尔公司。

西北大学的研究人员上周报道了一项新的设计，其制成的设备可消除染料敏化太阳能电池固有的缺陷：就是容易发生泄漏，还有腐蚀性的液体电解质。

不同于薄膜和硅板，染料太阳能电池板的制备，可以采用廉价的卷对卷工艺，类似于印刷。因此，即使它们的效率低于硅太阳能电池，它们也确实具有成本效益。

西北大学的这项开发是最新的，有一连串的进展，斯坦福大学(Stanford University)先进分子光伏中心(Center for Advanced Molecular Photovoltaics)主任迈克尔-麦格西(Michael McGehee)最近称为“复兴中”的染料敏化电池。在这一领域，这些最新进展最终可以把高雅的科学奇想转化为实用的发电设备。

在染料敏化太阳能电池中，入射光激活一层多孔的二氧化钛(titania)，这层二氧化钛涂有染料，会产生正负电荷。负电荷就是激发的电子，会穿过二氧化钛流出电池，而正电荷会流入液体电解质。对于充满电解质的碱性电池而言，渗漏是一个永远存在的危险，尤其是因为太阳能电池板会处于极端气候。电解质受热到80°C(例如，在屋顶上)，就会扩张，裂开电池板的密封。染料电池的碘电解液腐蚀性也很强，可以蚀穿抗锈金属，如铝和不锈钢。

西北大学化学家梅尔库丽克·卡纳其迪斯(Mercouri Kanatzidis)，材料科学家罗伯特·昌(Robert Chang)，还有两个研究生，他们取代了染料电池的液体电解质，采用固态碘基半导体。虽然以前的固态设计会降低染料电池的输出功率，但是，西北大学的这种设计实际上会提高性能，研究人员说，因为铯锡碘(cesium-tin-iodine)半导体取代了液态电解质，也可吸收光线。“其实，我们的材料比染料本身可吸收更多的光，”卡纳其迪斯说。

在上周《自然》的一篇报道中，西北大学研究小组声称，他们的电池可以把10.2%的入射光转换为电力，远远超过7%的效率，就是现有的最佳固态染料电池的效率。肖恩·沙欣(Sean Shaheen)是美国丹佛大学(Denver University)有机太阳能电池专家，他说，西北大学太阳能电池的效率更接近8%，在标准测量条件下就是这样。但是，沙欣说，这仍然是染料电池的一个重要进展。

卡纳其迪斯说，有可能商业化推广这种设计，只要电池效率可以推进到11%以上。这低于12%至16%的商用薄膜太阳能电池板效率，也远低于硅板的效率。但是，制造染料电池的成本也应该较低。