兼具环保与制造成本低的染料敏化太阳能（DSSC），何时才能抵达商业化？最近日本京都大学透过全新的分子染料，成功将转换效率提高至 10.7%，团队声称，进一步改进染料后，有机会将 DSSC 转换效率提高至商业化标准的 15%。
目前 DSSC 还处在实验室研发阶段，为制造成本较低的有机薄膜太阳能电池技术，多是由光敏电极和电解质所构成的半导体。而有别于主流硅晶太阳能，DSSC 优点在于原料成本低、制程简易，再加上可透过喷涂或是印刷等简易技术，对可挠式太阳能、穿戴式设备都大有帮助，可说是太阳光电技术后起之秀。
DSSC 原理是利用“染料”来吸收阳光并转移电子，当染料吸收光后，被激发的电子会进入底下的二氧化钛半导体（光电极），其中二氧化钛层具有奈米大小的孔洞，可以提高表面积并吸附更多的染料，进而提升电流值，而剩下的染料会再透过催化剂与电解质产生氧化还原反应，反应后的电子会使染料分子还原，最终完成循环。
在该过程中，染料性能居关键地位，更是科学家的重点研究对象，过去各界多看好芳香环（aromatic ring）与紫质（porphyrin）组合，这种配方能转换更多红光，先前转换效率也曾抵达 13% 纪录。只不过研发新太阳能技术总是不容易，科学家发现电子处于激发态的时间过短，也很容易聚合，难成气候。
（Source：京都大学）
对此，京都大学团队决定开发全新染料，他们将紫质与亚甲基桥接材料（methylene bridged material）相融合，打造出新型的分子染料 DfZnP-iPr，研究指出，这不仅将转换效率提升至 10.7%，也能克服电子激发时间短等缺点。
团队认为未来进一步最佳化材料后，能将转换效率提升至 15%，抵达商业化门槛。
随着气候变迁愈加严峻，近年来人们愈来愈关心化石燃料污染与环境议题，科学家得更努力改善太阳能、风力发电等再生能源性能，加速能源转型并降低碳排放，京都大学整合细胞材料科学研究所（iCeMS）教授今堀博（Hiroshi Imahori）表示，如今团队已顺利提高太阳能转换效率，未来也会进一步探索芳香族紫质染料，再度突破 DSSC 历史纪录。目前研究已发表在《Journal of the American Chemical Society》。
- Breathing new life into dye-sensitized solar cells
（首图来源：Flickr/Kimco Realty CC BY 2.0）
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