韩科学家利用激光焊接太阳能电池大幅提高组件效率

染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cell, DSSC)有电荷收集力强、高开路电压及填充率佳等优点，但是它们无法完全吸收可见光及近红外光，因此短路光电流密度(photocurrent density)比不上无机光伏材料。如何增加光电流成为提升DSSC组件的关键因素。

　　解决之道包括开发能吸收太阳光谱上更宽范围光子的新染料，以及调整TiO2纳米结构让电荷传递更有效。虽然科学家已针对上述两点提出几种作法，这些作法也确实提高了效率，但结果依旧不是无机光伏组件的对手。主要原因是这些方法尽管单独实施起来很有效，但不容易与其它策略结合，无法累加式地提高组件的效率。

　　韩国延世(Yonsei)大学材料科系的科学家最近发现，在DSSC的总电阻中，有相当大的比例源自于电极间因界面贴合状况不佳而衍生的接触电阻，他们并证明利用激光焊接(laser welding)界面可以大幅提高组件的电流大小。

　　该团队以波长355 nm的紫外激光脉冲照射在镀了透明导电氧化物(TCO)的玻璃基板上形成的 TiO2薄膜，此脉冲可以穿透TCO，但会被TiO2强烈吸收，导致局部的TiO2纳米微粒融化，在界面形成连续的TiO2层。这层TiO2能妥善衔接两个电极，降低接触电阻，电流因此大增。

　　这个方法使组件效能增加了35-65%，例如DSSC电池的效能可以由8.2%提高至11.2%。这种激光焊接技术既简单又快速，而且最重要的是，它可以搭配任何其它提升效能的策略来实施。详见Nanotechnology 21, p.345203 (2010)。