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多壳层空心球由于具有很大的内部空间及厚度在纳米尺度范围内的壳层，在光电器件、催化、化学传感器、药物输送、能量转换及存储体系等领域有广泛的应用前景。日前，中科院过程工程研究所王丹课题组及其合作者在以往成果的基础上，进一步发展了“时空多尺度模板法”，以吸附了金属离子的碳球为起点，通过对热处理方式和前驱体溶液浓度的调控，实现了对氧化锌多壳层空心球壳层数和壳层间距的控制。

研究结果表明，以此材料制备的染料敏化太阳能电池的光电能量转化效率不仅随着空心球壳层数的增加而提高，与壳层间距也有着密切联系。最外两壳层相邻的多壳层空心球比壳层随机分布的多壳层空心球制备的太阳能电池具有更高的能量转化效率。这是由于最外两壳层相邻的多壳层空心球不但具有更大的表面积，能够吸附更多的染料分子，还能增强材料对光的散射，光在材料内的路程增长，染料分子吸收光的概率也相应增大。

该成果为高效染料敏化太阳能电池光电极材料的设计开发开辟了新的途径。相关研究结果发表在国际期刊《先进材料》上。