新材料為柔性太陽能電池鋪路

　　據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，隨著高效節(jié)能的有機(jī)小分子太陽能電池研發(fā)成功，可以像報(bào)紙一樣印刷的太陽能電池板距離變成現(xiàn)實(shí)更近一步。這種由美國(guó)加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的一個(gè)科研組研制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(jiǎng)得主艾倫-黑格教授在內(nèi)的論文作者近日在《自然材料》雜志發(fā)表的論文中寫道：“這些研究結(jié)果令溶液處理有機(jī)光電技術(shù)取得重大進(jìn)步，并證實(shí)利用小分子制成的太陽能電池可與它們的聚合體版本一爭(zhēng)高下。”

　　澳大利亞莫納什大學(xué)的材料科學(xué)家克里斯-麥克內(nèi)爾表示，該論文標(biāo)志著這一領(lǐng)域取得了新的“重大”進(jìn)步。世界各地的學(xué)者和工業(yè)實(shí)驗(yàn)室正在對(duì)有機(jī)太陽能電池設(shè)備進(jìn)行不懈研究，因?yàn)樗鼈兙哂辛钊嵝?、低成本的太陽能設(shè)備進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的潛力。

　　盡管這種新型太陽能電池與很多澳大利亞屋頂上安裝的硅太陽能電池板的性能類似，但是它們的制造成本將會(huì)更低，而且超輕和柔韌性特征也將令它們應(yīng)用于各種不同途徑，甚至是用在不平整的物體表面。昆士蘭大學(xué)有機(jī)光子學(xué)和電子學(xué)中心的保羅-梅雷迪思教授表示，迄今為止大部分人主要把注意力集中在研制有機(jī)聚合體太陽能電池上。然而，這些電池很難控制和生產(chǎn)，因?yàn)樗鼈円话阍诖笮『托阅苌虾茈y達(dá)到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。他說：“如果我收集了一桶這種聚合體電池，并查看每一個(gè)分子，我會(huì)發(fā)現(xiàn)它們?cè)诖笮『托螤钌嫌泻艽蟛煌?。而這些新型小分子，只要你進(jìn)行適當(dāng)合成，每一個(gè)分子就會(huì)都一樣，因此你能更好地控制和生產(chǎn)太陽能電池。”

　　梅雷迪思表示，下一步是制作一個(gè)能夠維持這種能量轉(zhuǎn)換水平的商用大小的模型。屋頂上的太陽能電池板的面積大約有10平方厘米，而發(fā)表在《自然材料》雜志里的小分子太陽能電池的有效面積僅為0.196平方厘米。他說：“當(dāng)前有機(jī)太陽能電池面臨的問題，是當(dāng)我們?cè)噲D按比例制成更大的設(shè)備時(shí)，我們產(chǎn)生的最好的(能量轉(zhuǎn)換)只有百分之幾。”現(xiàn)在依然存在的問題包括：是否小分子太陽能電池制成更大面積的電池后，仍能保持這種轉(zhuǎn)變效率，以及是否它能達(dá)到工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。

　　梅雷迪思說，不過它是“一個(gè)非常美麗的分子，品質(zhì)可謂一流”。“令我感到吃驚的是，為了獲得這么好的電學(xué)性能，它竟能如此完美地進(jìn)行自我組織。”麥克內(nèi)爾表示，有機(jī)太陽能電池的主要益處，是它們可以通過類似報(bào)紙采用的方法那樣，利用卷到卷印刷工藝生產(chǎn)出價(jià)格低廉的產(chǎn)品。他說：“如果你能生產(chǎn)出超輕、高效和低成本模塊，人們就會(huì)欣然接受它。(使用有機(jī)太陽能電池)房頂基礎(chǔ)設(shè)施不用進(jìn)行任何改變，因?yàn)槟憧梢园阉佋谖蓓斏?，粘在上面，然后接通電源?rdquo;