元素百科介绍有机太阳能电池光电转化率创纪录。据美国每日科学网站近日报道，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灵活、更便宜的太阳能电池的商业化。
研究人员估计，如果有机太阳能电池的光电转换效率达到15%，使用寿命达到20年，发电成本仅为每千瓦时7美分。根据美国能源信息署的数据，2017年，美国的平均发电成本为每千瓦时10.5美分。
与传统的无机电池相比，有机太阳能电池具有许多优点。硅基无机太阳能电池板制造成本高，但基于碳的有机太阳能电池可以廉价制造成卷。这些卷足够薄，可以在建筑物或服装中弯曲和扭曲，并可以制成任何颜色甚至透明，以匹配周围环境。
然而，有机太阳能电池的光电转化效率相对较低，只能在与普通能源的竞争中放弃。研究的第一作者车晓洲(音译)说:“在过去的几年里，它的光电转化效率一直徘徊在11%到12%左右。”
为了取得突破，研究人员在设计和工艺上取得了许多进步。首先，他们设计了一个结合特殊层吸收可见光和红外光的系统。本质上，它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是10%到11%。当它们堆叠在一起时，光吸收增加。此外，我们还使用抗反射涂层将效率提高到15%。该团队还证明，其新设计、材料和工艺制造的成品率超过95%，这对将制造过程扩展到工业水平非常重要。
研究人员认为，转化效率可以进一步提高。车晓洲解释说：“通过改善光吸收，可以增加电流，最大限度地减少能量损失，从而提高电压。计算结果表明，这些设备的光电转化效率在不久的将来可以达到18%，这有助于太阳能成为无处不在的清洁能源。”
