国际能源网讯：美国佐治亚（Georgia）理工学院于2009年11月6日发布的研究报告显示，基于光纤的三维系统隐藏太阳能电池可望为光伏（PV）提供新的方案。
将太阳光转换为电能可能不再意味着要在诸如屋顶的平坦表面上设置大型光伏电池板。
利用光纤上生长的氧化锌纳米结构和涂用染料敏化太阳能电池材料，佐治亚理工学院研究人员已经开发出一种新型的3维光伏系统。该方法可望使光伏发电系统被隐藏，并远离传统的位置，如位于屋顶。
佐治亚理工学院材料科学与工程学院教授王中林表示，使用这种技术，可以使光伏发电设施成为可折叠式，可隐藏和可以移动。光纤可望使太阳光进入建筑物墙壁内，建筑物墙壁中的纳米结构可将其转换为电能。这确实是一个三维的太阳能电池。
这项研究的详情已发表在10月22日一期的《Angewandte Chemie国际》杂志中，该项工作得到美国国防先进研究项目署（DARPA）、KAUST全球研究伙伴公司和美国国家科学基金会（NSF）的赞助。
染料敏化太阳能电池用光化学系统发电，制造较廉价、呈柔性，并且具有机械强度，但要权衡既有较低的成本，而其转换效率比硅基电池较低之间的关系。但是，使用纳米结构阵列，用以增加转换光线所用的表面积，就可望帮助减小效率较低的缺点，同时让建筑师和设计师可采用新方案，将PV组合到建筑物、车辆，甚至军用装备之中。
乔治亚理工大学光伏系统的制作，采用了电讯业用来传输数据采用的光纤类型。首先，研究人员去除了熔覆层，然后再采用导电涂料涂于纤维表面，再用氧化锌分布于表面。接下来，利用业已建立的溶液基技术，使毛刷状氧化锌纳米线在纤维上增长。然后将纳米线涂以可将光能转化为电能的染料敏化材料。
太阳光进入光纤传递到纳米线，在那里它与染料分子相互作用产生电流。纳米线之间的液体电解质收集电荷。结果是混合纳米线/光纤系统，可以在相同的表面积上，使其转换效率为平面氧化锌电池的六倍。
在纤维中的每一个反射面，光线都有机会与涂有染料分子的纳米结构相互反应，从而产生纤维上的多重光线反射以及纳米结构的多重光线反射，这些相互反应从而使光电转换效率提高。
研究团队已达到了3.3%的转换效率，在表面修饰后可望达到7%~8%。虽然低于硅太阳能电池，但这一效率可在捕集太阳能中实际应用。通过提供收集太阳光采用较大的面积，该技术就将可最大限度地提高从太阳光产生电能量，以及即使在弱光下也可用于发电。进入光纤的光线量，可采用透镜聚焦进入的光线而使其增多，基于光纤的太阳能电池具有很高的饱和强度。
传统的石英光纤已使用至今，但研究人员将采用较廉价的聚合物纤维，以降低成本。还在考虑一些其他改进，如收集电荷更好的方法，以及采用可进一步提高效率的钛氧化物表面涂层。
虽然它可望应用于大型光伏系统，但尚不会很快替代硅基设施，然而可以相信，将有应用于光伏发电的潜力。
