太阳能电池：让“阳光”主宰未来生活

优化纳晶染料敏化太阳电池的四个部分：即纳晶多孔薄膜、染料、电解质和对电极的基础上，进一步优化了固态电解质的结构组成和填充工艺，深入研究了电池放大的工艺和方法。这样极大的加快了放大实验进度。这种技术路线具有很强的科学性和先进性。基于简单、成本低、环境友好的理念设计合成了系列新型具有自主知识产权的电解质。

该课题共申请了20余项国家发明专利和一项国际发明专利。这些专利涵盖了染料敏化纳米晶固态太阳能电池的各个方面，包括纳晶薄膜的制备，新型染料的设计合成，新型固态电解质的制备工艺，对电极的制备工艺以及大电池的设计和组装工艺等。利用这些专利可以制备出完整的电池组件。

他们在研究的过程中，发现了许多过去未观察到的科学现象，如在小分子中发现"polymerinsalt"现象，多孔介质中孔的光散射现象等。这些现象为以后的理论研究提供了新的素材，为设计制备高效的太阳能电池开辟了新的思路。

中科院物理研究所纳晶光阳极的制备、加成化合物固态电解质的设计合成及电池的制备等方面的研究工作一直在国际上具有重要的影响。在《美国化学会志》等国际一流杂志先后报道了他们的研究成果，得到纳晶太阳能电池的创始人M.Grätzel教授等世界著名科学家的高度评价。同时，这一课题的合作单位---中科院化学所和复旦大学在高聚物电解质、融盐电解质以及导电高聚物电解质的研究中，也取得了很多有价值的成果，另外，他们在研制导电网格保护膜和大面积高性能对电极方面取得了关键进展。最近，他们与中科院金属所等单位密切合作，在研制低成本、高效率的纳晶染料敏化太阳能电池碳对电极方面又取得了新的进展。

"这一课题组在固态复合电解质、新型高聚物电解质等的合成和应用方面做了大量的工作，基于这些电解质开发的染料敏化太阳电池光电转换效率都超过5.0%，属于国际一流水平。很多都是我们原创的。"孟庆波说。

走向市场有望化解能源危机

基于纳米技术的纳米晶半导体染料敏化太阳能电池，在国内外均处于开发研究阶段，尚未正式产业化。但它成本低廉，制备工艺简单，便于大规模连续生产，使其具有很强的应用和广阔的市场前景。随着我国经济的快速发展，对清洁能源及环保的需求不断增加，固态纳米晶半导体染料敏化太阳电池的生产技术一旦成熟，将会有很大的市场需求。

孟庆波说，长远来看，若能进一步提高纳米晶薄膜染料敏化太阳电池的效率，使电池成本降到8元／峰瓦以下，其性能价格比与常规能源相当，不但达到绿色环保的目的，而且会逐步改变我国传统能源结构，逐步减少对国际化石能源的依赖,保证我国可持续发展的能源问题，对国家的长治久安和提高人们的生活水平具有重大的战略意义。

目前，该课题组正在和多家企业进行洽谈合作、开发事宜。其中两家已经签订了合作意向书。

孟庆波说，高性价比固态纳米晶太阳能电池的应用开发，可以提高我国未来的太阳能电池产品的潜在竞争力，同时可以开发出新型民用消费光电子产品，也可以解决我国的部分地区的能源紧缺问题。最终的产业化必将为解决我国的能源问题做出重大贡献，具有较大的社会效益和经济效益。同时，要特别注意生产这种新型太阳能电池过程中所付出的能源成本和环境成本以及使用过程中的环境成本等。总之，这种新型的太阳能电池真正走向市场还需要全社会共同努力。

■数字863

863计划纳米材料专项突破的关键技术在与产业界的密切合作下，使我国在纳电子材料与器件技术、重大疾病的诊断与治疗、纳米特种功能材料等国际高技术竞争的热点领域，具有了我国自主知识产权的产品。这些产品开始形成能与发达国家竞争的实力，取得了可观的经济效益。

据统计，863计划纳米材料专项实施4年来，专项取得成果442项，共转让成果23项，成果转让收入1353.59万元，成果创产值240334万元，成果创税收15367.09万元。发表论文1890篇，其中：国际960篇，国内930篇；国内专著45部。申请专利654项，其中发明专利622项；获得授权专利150项，其中发明专利131项。参加研究的人员达到1913人，其中高级职称的人员达到754人，培养博士459人，硕士592人。

总的来说，纳米技术在电子信息产业的应用方面，开展了纳米量子器件以及高密度、高速信息存储系统等研究，缩小了与先进国家差距，使我国在该领域的国际高技术竞争中处于有利的战略地位。在生物医用材料与器件方面，突破了乙肝、艾滋病等重大传染性疾病的生物检测技术；突破了磁性颗粒用于治疗肝癌的关键技术，带动传统医药和医疗器械产业的技术进步。在改造传统产业方面，