元素百科向您介绍“紧身层”，使太阳能电池更有效率。想象一下，你永远不必给你的手机、电子阅读器或平板电脑充电。研究人员报告说，他们开发的太阳能电池可以使用低强度漫射光发电，存在于建筑内部和阴天室外，并创下工作效率的记录。有一天，这些电池可能会产生设备罩，可以继续为一些小配件充电，而无需插入电源。
漫射光太阳能电池不是什么新鲜事，但最好的电池依赖于昂贵的半导体。1991年，瑞士联邦理工学院化学家Michael Gratzel发明了所谓的染料敏化太阳能电池（DSSC）。它在暗光下表现最好，比标准的半导体组件便宜。然而，在阳光充足的情况下，最好的DSSC只能将阳光中14%的能量转化为电力，而标准的太阳能电池可以达到24%左右。这主要是因为能量来得太快，DSSC无法处理。当能量以较慢的速度到达时，例如，Graetzel的DSSC可以将其吸收的28%的光能转化为低强度室内光。
DSSC仍然有两个收集负电荷和正电荷的电极。但在中间，它们有一种不同的电子导体，通常是二氧化钛(TiO2)颗粒集合体，而不仅仅是硅。但TiO2是一种非常弱的光吸收剂。为此，研究人员在这些颗粒表面涂上有机染料分子，可作为超强光吸收剂。这些染料分子上的电子和空穴被吸收的光子刺激，就像硅中一样。染料立即将刺激的电子“移交给”TiO2颗粒，电子会沿着它们快速移动到正极。与此同时，空穴被倾倒到一种叫做电解液的导电液中。它们不断地渗透并进入带负电荷的电极。
DSSC的问题是穴位不能很快通过电解质。因此，它们经常堆积在染料和TiO2颗粒附近。如果受刺激的电子最终进入穴位，它们将合并产生热量而不是电力。
为了解决这个问题，研究人员试图使电解液变薄，这样洞穴就可以到达目的地，而无需走很远。然而，这些薄层中的任何缺陷都会对设备造成致命打击，并损坏整个太阳能电池。现在，Graetzel和同事们提出了可能的解决方案。它们设计了染料和空穴导电分子的组合物。它能使自己紧紧地包裹在TiO2颗粒周围，从而创造出没有缺陷的紧身层。这意味着缓慢移动的空穴在到达负极之前的距离变小。研究人员在《焦耳》杂志上报道，紧身层将DSSC的漫射光效率提高到32%-接近理论上的最大值。
