17年专注锂电池定制

定制热线: 400-666-3615

从12%到15% 有机太阳能电池光电转化率创纪录

2020-05-29   点击量:21

据美国每日科学网站近日报道,美国密歇根大学科学家展示了光电转化效率高达15%的有机太阳能电池,新成果将进一步促进更柔性、更廉价太阳能电池的商用。


研究人员估计,假如有机太阳能电池的光电转化效率能够达到15%,且使用寿命达到20年,那么,其发电成本仅为每千瓦时7美分。而美国能源信息署的数据显示,2017年,美国的平均发电成本为每千瓦时10.5美分。


有机太阳能电池与传统的无机电池相比具有多项优势。硅基无机太阳能电池板制造成本高昂,但基于碳的有机太阳能电池可以廉价地制造成卷,这些卷足够薄,可在建筑物或服装内弯曲和扭曲,并可以制成任何颜色,甚至透明,从而与周围环境相匹配。


但有机太阳能电池的光电转化效率比较低,在与普通能源的竞争中只能甘拜下风。研究第一作者车小洲(音译)说:过去几年,其光电转化效率一直徘徊在11%到12%左右。


为了有所突破,研究人员集结了设计和工艺方面的多项进步。首先,他们设计了一个系统,该系统结合了专用层来吸收可见光和红外光。实质上,他们堆叠了两个有机太阳能电池一个能吸收波长从350纳米开始的可见光谱中的光;另一个能吸收波长高达950纳米的近红外光。车小洲说:电池本身的光电转化效率为10%到11%,当将它们堆叠在一起时,光吸收新增,此外,我们还使用了抗反射涂层,将效率提高到了15%。该团队还证明,他们的新设计、材料和工艺制造的成品率高达95%以上,这关于将制造过程扩展到工业级非常重要。


研究人员相信,转化效率还可以进一步提高。车小洲解释说:可以通过改善光吸收来新增电流,并最大限度地减少能量损失,从而提高电压。计算结果表明,此类设备的光电转化效率在不久的将来可达18%,有助太阳能成为真正无处不在的清洁能源。


研究发表于最新一期《自然能源》杂志上。


钜大特种电池工程研究院

钜大特种电池工程研究院

钜大特种锂离子电池工程研究中心是由东莞钜大电子有限公司兴建,并与中南大学、华南理工大学和东莞理工学院相关科研团队联合运营的特种锂离子电池产业化研发中心,研究中心秉持"以特殊环境、特殊用途和特殊性能的需求为导向,以产学研深度融合为创新驱动"的办院方针,力求满足用户独特的需要,从而为用户创造独特的价值。