研發報告詳細內容

新材料為柔性太陽能電池鋪路

2011-11-10

據國外媒體報導,隨著高效節能的有機小分子太陽能電池研發成功,可以像報紙一樣印刷的太陽能電池板距離變成現實更近一步。這種由美國加州大學聖塔芭芭拉分校的一個科研組研製的太陽能電池的能源效率是6.7%,可與目前性能最好的聚合體太陽能電池相媲美。大部分聚合體電池的能源效率在6%到8%之間。

      包括諾貝爾獎得主艾倫-黑格教授在內的論文作者近日在《自然材料》雜誌發表的論文中寫道:“這些研究結果令溶液處理有機光電技術取得重大進步,並證實利用小分子製成的太陽能電池可與它們的聚合體版本一爭高下。”

      澳大利亞莫納什大學的材料科學家克裡斯-麥克內爾表示,該論文標誌著這一領域取得了新的“重大”進步。世界各地的學者和工業實驗室正在對有機太陽能電池設備進行不懈研究,因為它們具有令柔性、低成本的太陽能設備進行大規模生產的潛力。

      儘管這種新型太陽能電池與很多澳大利亞屋頂上安裝的矽太陽能電池板的性能類似,但是它們的製造成本將會更低,而且超輕和柔韌性特徵也將令它們應用於各種不同途徑,甚至是用在不平整的物體表面。昆士蘭大學有機光子學和電子學中心的保羅-馬里帝茲教授表示,迄今為止大部分人主要把注意力集中在研製有機聚合體太陽能電池上。然而,這些電池很難控制和生產,因為它們一般在大小和性能上很難達到統一標準。他說:“如果我收集了一桶這種聚合體電池,並查看每一個分子,我會發現它們在大小和形狀上有很大不同。而這些新型小分子,只要你進行適當合成,每一個分子就會都一樣,因此你能更好地控制和生產太陽能電池。”

      馬里帝茲表示,下一步是製作一個能夠維持這種能量轉換水準的商用大小的模型。屋頂上的太陽能電池板的面積大約有10平方釐米,而發表在《自然材料》雜誌裡的小分子太陽能電池的有效面積僅為0.196平方釐米。他說:“當前有機太陽能電池面臨的問題,是當我們試圖按比例製成更大的設備時,我們產生的最好的(能量轉換)只有百分之幾。”現在依然存在的問題包括:是否小分子太陽能電池製成更大面積的電池後,仍能保持這種轉變效率,以及是否它能達到工業規模的生產標準。

      馬里帝茲說,不過它是“一個非常美麗的分子,品質可謂一流”。“令我感到吃驚的是,為了獲得這麼好的電學性能,它竟能如此完美地進行自我組織。”麥克內爾表示,有機太陽能電池的主要益處,是它們可以通過類似報紙採用的方法那樣,利用卷到卷印刷工藝生產出價格低廉的產品。他說:“如果你能生產出超輕、高效和低成本模組,人們就會欣然接受它。(使用有機太陽能電池)房頂基礎設施不用進行任何改變,因為你可以把它鋪在屋頂上,粘在上面,然後接通電源。”

      


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