新材料為柔性太陽(yáng)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(yáng)能電池研發(fā)成功，可以像報(bào)紙一樣印刷的太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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?yáng)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(yáng)能電池與很多澳大利亞屋頂上安裝的硅太陽(yáng)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(yáng)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(shuō)：“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(yáng)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(yáng)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(yáng)能電池的有效面積僅為0.196平方厘米。他說(shuō)：“當(dāng)前有機(jī)太陽(yáng)能電池面臨的問(wèn)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(wèn)題包括：是否小分子太陽(yáng)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(shuō)，不過(guò)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(yáng)能電池的主要益處，是它們可以通過(guò)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(shuō)：“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(yáng)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;