塑料太陽(yáng)能電池具有很多優(yōu)點(diǎn):柔軟、輕量且價(jià)格便宜,但其性能還無(wú)法與傳統(tǒng)的由硅等無(wú)機(jī)材料制造的太陽(yáng)能電池相匹敵。加州大學(xué)洛杉磯分校的材料學(xué)教授楊陽(yáng)(音譯)領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)希望制造出一種能同薄膜太陽(yáng)能電池相媲美的塑料太陽(yáng)能電池。最終,他們使用日本住友化學(xué)工業(yè)公司研發(fā)的一種新的光伏塑料制造出了轉(zhuǎn)化效率為10.6%的塑料太陽(yáng)能電池。最新研究表明,以后科學(xué)家們可以用這些“挑剔”的聚合物材料制造出更高效的電池。
新的塑料太陽(yáng)能電池包含兩層,其能分別處理不同波段的光:一層塑料能處理可見(jiàn)光;一層塑料處理紅外線。楊陽(yáng)說(shuō):“太陽(yáng)能的光譜非常寬,從近紅外線到遠(yuǎn)紅外線再到紫外線,單個(gè)太陽(yáng)能電池組件根本應(yīng)付不了。”
目前性能最好的無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池也是多層設(shè)備,但要想制造出多層有機(jī)太陽(yáng)能電池,一直面臨著很多挑戰(zhàn)。因共同發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)電的聚合物而摘得2000年諾貝爾獎(jiǎng)桂冠的艾倫·杰伊·黑格表示,聚合物可由溶液印刷而來(lái),就像墨水在紙上留下印記一樣,這既是該技術(shù)一個(gè)主要的優(yōu)勢(shì),也是一個(gè)缺陷。他說(shuō):“制造多層有機(jī)太陽(yáng)能電池不需要高溫,制造過(guò)程很簡(jiǎn)單,但找到合適的溶劑印刷在電池的每一層上而不會(huì)滲入下面一層中則需要技巧。層越多,問(wèn)題就變得越復(fù)雜。另外,讓每層的電性相互匹配也是一個(gè)挑戰(zhàn)。”
楊陽(yáng)希望制造出一個(gè)光電轉(zhuǎn)化效率為15%的塑料太陽(yáng)能電池。他表示,當(dāng)太陽(yáng)能電池走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)時(shí),其效率會(huì)降低大約三分之一,因此,實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中轉(zhuǎn)化效率為15%的聚合物太陽(yáng)能電池在實(shí)際應(yīng)用中的轉(zhuǎn)化效率可能僅為10%。楊陽(yáng)相信,光電轉(zhuǎn)化效率為10%的塑料太陽(yáng)能電池應(yīng)該可以與薄膜太陽(yáng)能電池決一雌雄。
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