现在，斯坦福大学（Stanford University）研究人员利用一种特别设计的金属反射镜，使固体电解质染料敏化太阳能电池（dye-sensitized solar cell）的效率提高了20%之多。这种反射镜是一个银薄膜，具有纳米凸点阵列。研究人员使用薄膜涂抹电池的背面；这种薄膜有助于在电池内捕捉更多的光线。“我们可获得大约5%到20%的增益吸收，这取决于染料，”迈克尔•麦吉希（Michael McGehee）说，他是斯坦福大学的先进分子光伏中心（Center for Advanced Molecular Photovoltaics）主任。麦吉希领导的这项研究已经发表，在线刊登在本星期的《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）杂志上。

　　染料敏化薄膜电池拥有约11%的光电转换效率，最近作出首次商业亮相。然而，他们使用的电解液不稳定，而且可能泄漏。固体电解质电池表现出的效率只有5个百分点左右。

　　“他们采用他们可以做得最好的固态染料电池，而且使它变得更好了，”大卫•金格（David Ginger）说，他是美国华盛顿大学（University of Washington）化学教授，也是斯坦福大学的研究人员。“更妙的是，他们这样做所利用的技术和方法有可能使用于生产环境。”

　　染料型太阳能电池包含的半导体纳米晶体通常是二氧化钛（titanium dioxide），或人造金红石（titania），它们都涂有染料分子，而且成为夹心层，与电解质一起被夹在玻璃或塑料片之间。染料吸收光线，产生电子和带正电的空穴（holes）。这种晶体把电子转移到一个电极，以产生电流，而电解质携带空穴电极到另一个电极。

　　固体电解质效率不如液体电解质，但是，电子和空穴重新结合更加容易。为了防止这种情况，二氧化钛层就非常薄，通常为2微米。但是越薄的电池，就会更快地使光线穿过它们，而不会被吸收。研究工作就是要提高这些电池的效率，这些工作过去通常专注于开发更强的染料和新型纳米晶体。但是麦吉希和他的同事是利用了等离子体反射器来提高电池的效率。

　　等离子体是振荡的电子，在金属表面它们会被光激发。通过控制表面的形状，您就可以控制什么类型的等离子体会产生，这反过来又会影响光与这种材料的相互作用方式。

　　这种反射器是在斯坦福大学制备的，具有凸凹点，这样可以产生等离子体，可以使进入的光线偏转90度。所以，不是反弹离开银，退出电池，而是更多的光线被来回散射，就在电池内，这就使染料有较长的时间来吸收它。

　　研究人员制备他们的设备需要镀膜玻璃（coating glass），镀的是一种透明的导电电极，在这种电极上，他们沉积了一层二氧化钛纳米粒子。然后，他们采用一片石英，石英上盖着600纳米宽的圆顶，这片石英要压入二氧化钛，有效压地用微孔压印。最后，他们增加几层染料和银。

　　“这是第一次把这种等离子体结构应用于固态染料敏化太阳能电池，这样大幅提高了电池效率，报道是这样说，”凯莉•卡彻波尔（Kylie Catchpole）说，他是澳大利亚国立大学（Australian National University）的研究员。卡彻波尔正在利用捕捉光的等离子体光学（Plasmonics）提高其他类型薄膜太阳能电池的效率。

　　还有大量的工作需要做，之后这项技术才能推向市场，马丁•格林（Martin Green）说，他在新南威尔士大学（University of New South Wales）研究光捕获光电工程。格林说，染料敏化电池“引起了学术界的极大兴趣，但只产生了很小的商业影响，这是由于低效率和令人怀疑的耐用性，”对比商用电池而言就是这样。液体电解质电池已经攻入市场，但格林也怀疑它们的前景。

　　不过，麦吉希相信，足够高的效率是可能的。研究人员现正在考虑创造反射器，这种反射器上的凸点有不同大小，高度，间距和图案。通过调整这些因素，应该能够增加电池的吸光量。他们还可以探索不同的染料。“似乎肯定有一个明确的途径，可以提高效率20%以上，”他说。