美国的研究人员已经解决了20年来的一个问题低成本的太阳能电池．Grätzel电池的生产成本很低，但它有一个主要问题，即它会泄漏，因此在商业上不可行。
现在，美国西北大学(Northwestern University)的科学家已经开发出一种新的稳定版本，它不会泄漏，没有有毒部件，但仍然具有成本效益。
到目前为止，Grätzel电池含有一种染料敏感电解质，它是由一种容易渗透和腐蚀太阳能电池的有机液体产生的。
在很大程度上类似于叶绿素在植物中起作用，染料吸收阳光，并将其转化为电能。
二十年来，研究人员一直在寻找一种方法，将细胞的典型寿命延长至18个月以上，并使其具有商业可行性。
西北大学纳米技术专家Robert P. H. Chang邀请化学家Mercouri Kanatzidis来解决这个问题。
这位化学家使用了一种新的电解质材料，一开始是液体，但最后是固体，制造了太阳能电池固有的稳定。新的薄CsSnI3化合物由锡、铯和碘组成。
Kanatzidis教授解释说:“Grätzel电池就像灯泡的概念，但没有钨丝或碳材料。我们创造了一个强大的新材料，使Grätzel细胞概念工作得更好。我们的材料是固体，不是液体，所以不会泄漏或腐蚀。”
研究团队中有博士后研究员In Chung和研究生Byunghong Lee，他们帮助开发了新的太阳能电池，每个月的性能提高约1%。
完整的研究论文:全固态高效染料敏化太阳能电池，关于改进和持久的太阳能电池发表于自然日报》。它的主要作者是Kanatzidis教授，温伯格艺术与科学学院的Charles e和Emma H. Morrison化学教授，以及麦考密克工程与应用科学学院的材料科学与工程张教授。来自西北的何嘉庆是另一位作者。
张教授表示，这种太阳能电池可以开发得比现在性能更好、效率更高。目前它的最高性能为10.2%，而原始Grätzel电池的最高性能为12%。今天的硅太阳能电池可以转换大约20%的阳光。
这种新型太阳能电池使用纳米二氧化钛n型和CsSnI3 p型半导体，在它们之间形成一个单层染料分子结。
张教授说:“我们有成千上万的纳米粒子，这给我们提供了巨大的有效表面积，我们给所有的粒子涂上吸光染料。”
一个太阳能电池是半厘米乘半厘米，大约10微米厚。染料涂层的纳米颗粒被包裹在里面，Kanatzidis的液体在它们周围流动。与油漆反应的方式相似，溶剂蒸发，留下一大块固体。染料吸收太阳并将光子转化为电能是在两个半导体之间。
纳米颗粒的直径约为20纳米，这增加了表面积，并使颗粒之间有足够的空间让液体流动和凝固。
张教授说，这只是这项技术发展的开始，太阳能电池技术还有许多其他应用有待改进。下一步是建造一排太阳能电池。
美国能源部、国家科学基金会和该计划支持西北大学的能源和可持续性研究。
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