欢迎您访问国际能源网!
客服热线:400-8256-198 | 会员服务 | 广告服务 |

国际太阳能光伏网

太阳能光伏行业专业的门户网站
您当前的位置: 光伏网 » 光伏电池组件 » 太阳能电池 » 正文

有机太阳能电池效率创历史新高

国际太阳能光伏网  来源:国际节能环保网  日期:2018-05-14
 
  在一项使可商业化太阳能电池更柔韧更便宜的发展项目中,密歇根大学(University of Michigan)的研究者们证实,有机太阳能电池效率能够达到15%。
 
  该效率值与目前市场上多数太阳能电池与光伏电池相近。
 
  “有机光伏电池有可能降低太阳能系统的总成本,使太阳能真正成为可普遍使用的清洁能源。”领导这项工作的教授史蒂芬·福里斯特(Stephen Forrest)说道。他曾被评为“Peter A. Franken”荣誉杰出工程大学教授,以及“Paul G. Goebel”荣誉工程学教授。
 
  有机太阳能电池有15%的效率和20年的使用寿命,研究者们预计它的发电成本低于每千瓦时7美分。相比之下,根据美国能源信息管理局(U.S. Energy Information Administration)的资料,2017年美国发电的平均成本为每千瓦时10.5美分。
 
  有机太阳能电池结构中包含了碳,以提供一些优于传统“无机”电池的性能。硅基无机太阳能电池由厚而坚硬的板制成,需要固定安装位点,成本很高。
 
  然而碳基有机太阳能电池制作成本很廉价。它足够薄,能在特定的结构或服装中弯折和变形,并能制成任何颜色甚至透明,以融入到它所在的环境中。
 
  尽管有这些优势,有机太阳能电池的效率依然较低,无法与传统能源相抗衡。
 
  “最近几年,有机光伏电池的效率停滞在11~12%。”应用物理学项目的博士在读生Xiaozhou Che说。他是《自然能源》杂志(Nature Energy)上发表的一项新研究的第一作者。
 
  为了打破僵局,研究者们在设计和工艺流程上结合了多项前沿技术。
 
  首先,他们设计了一个有着特殊层的系统来同时吸收可见光和红外光。简单来说,他们堆叠了两个有机太阳能电池——一个能够吸收波长350纳米以上的可见光,另一个可以吸收波长最高950纳米的近红外光。
 
  “它们各自能达到10-11%的有效率。” Che说,“当我们把它们堆在一起,加上抗反射涂层,电池的吸光量增加了,电池效率攀升至15%。”
 
  堆叠电池需要在工艺流程上有所突破。研究团队发明了防止第一层电池被破坏的互连层,同时保证光和电荷依然能够穿过它。
 
  “因为用来处理顶层电池的液体有可能溶解已经放置在下层的电池,所以通常认为这个工艺很有难度。”Che说道。
 
  最终,团队展示了他们有着超过95%的高成品率的新设计、原料和工艺流程。这意味着研究者们成功地制造了这些设备,并且几乎没有短路现象。此外,这对将该产品的制造流程扩大到工业化水平至关重要。
 
  尽管已经创造了太阳能电池效率的记录,但科研团队相信他们能够更进一步。
 
  “我们能通过提高光吸收率来增大电流,并通过减少能量流失来增大电压。”Che说,“根据推算,此类复合结构电池设备的效率在不久的将来有望达到18%。”
国际能源网微信公众号二维码
 
搜索更多能源资讯