15%！美國有機太陽(yáng)能電池光電轉化率創(chuàng )紀錄
光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊
發(fā)布日期：2018-04-26
核心提示：
據美國每日科學(xué)網(wǎng)站近日報道，美國密歇根大學(xué)科學(xué)家展示了光電轉化效率高達15%的有機太陽(yáng)能電池，新成果將進(jìn)一步促進(jìn)更柔性、更廉價(jià)太陽(yáng)能電池的商用。
據美國每日科學(xué)網(wǎng)站近日報道，美國密歇根大學(xué)科學(xué)家展示了光電轉化效率高達15%的有機太陽(yáng)能電池，新成果將進(jìn)一步促進(jìn)更柔性、更廉價(jià)太陽(yáng)能電池的商用。
研究人員估計，如果有機太陽(yáng)能電池的光電轉化效率能夠達到15%，且使用壽命達到20年，那么，其發(fā)電成本僅為每千瓦時(shí)7美分。而美國能源信息署的數據顯示，2017年，美國的平均發(fā)電成本為每千瓦時(shí)10.5美分。
有機太陽(yáng)能電池與傳統的無(wú)機電池相比具有多項優(yōu)勢。硅基無(wú)機太陽(yáng)能電池板制造成本高昂，但基于碳的有機太陽(yáng)能電池可以廉價(jià)地制造成卷，這些卷足夠薄，可在建筑物或服裝內彎曲和扭曲，并可以制成任何顏色，甚至透明，從而與周?chē)h(huán)境相匹配。
但有機太陽(yáng)能電池的光電轉化效率比較低，在與普通能源的競爭中只能甘拜下風(fēng)。研究第一作者車(chē)小洲（音譯）說(shuō)：“過(guò)去幾年，其光電轉化效率一直徘徊在11%到12%左右。”
為了有所突破，研究人員集結了設計和工藝方面的多項進(jìn)步。首先，他們設計了一個(gè)系統，該系統結合了專(zhuān)用層來(lái)吸收可見(jiàn)光和紅外光。實(shí)質(zhì)上，他們堆疊了兩個(gè)有機太陽(yáng)能電池——一個(gè)能吸收波長(cháng)從350納米開(kāi)始的可見(jiàn)光譜中的光；另一個(gè)能吸收波長(cháng)高達950納米的近紅外光。車(chē)小洲說(shuō)：“電池本身的光電轉化效率為10%到11%，當將它們堆疊在一起時(shí)，光吸收增加，此外，我們還使用了抗反射涂層，將效率提高到了15%。”該團隊還證明，他們的新設計、材料和工藝制造的成品率高達95%以上，這對于將制造過(guò)程擴展到工業(yè)級非常重要。
研究人員相信，轉化效率還可以進(jìn)一步提高。車(chē)小洲解釋說(shuō)：“可以通過(guò)改善光吸收來(lái)增加電流，并最大限度地減少能量損失，從而提高電壓。計算結果表明，此類(lèi)設備的光電轉化效率在不久的將來(lái)可達18%，有助太陽(yáng)能成為真正無(wú)處不在的清潔能源。”
研究發(fā)表于最新一期《自然˙能源》雜志上。