据美国每【měi】日科学网站近日报【bào】道，美国密歇根大学科学家展示了【le】光电【diàn】转【zhuǎn】化效率高【gāo】达【dá】15%的有机【jī】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【gū】计，如果【guǒ】有机太阳能电池【chí】的光电转化效率能够达到15%，且使用寿【shòu】命达到20年，那么，其【qí】发电成本【běn】仅为每千瓦时7美分【fèn】。而美国能源【yuán】信息署的数据【jù】显示【shì】，2017年，美国【guó】的平均发电成【chéng】本【běn】为每千瓦【wǎ】时10.5美【měi】分。
有【yǒu】机太阳能电池与传统的无【wú】机电【diàn】池相比具有多项优势【shì】。硅基无机太阳能电【diàn】池【chí】板制造成本高【gāo】昂，但【dàn】基【jī】于碳的有机太阳【yáng】能电池可以廉价地制造成卷，这些【xiē】卷足够薄，可在建筑物或【huò】服装内弯曲和扭曲，并可【kě】以【yǐ】制成任何【hé】颜【yán】色，甚至透明，从【cóng】而【ér】与周围环【huán】境相【xiàng】匹配。
但【dàn】有机太【tài】阳能电池的光电【diàn】转化效率比较低，在与【yǔ】普【pǔ】通【tōng】能源的竞争中只能【néng】甘拜【bài】下风。研究第一作者【zhě】车【chē】小洲(音译)说：“过【guò】去几年，其【qí】光电转化效率一直徘徊在11%到12%左右。”
为了【le】有【yǒu】所突破，研究【jiū】人【rén】员集结了【le】设计和工艺方面的【de】多项进步。首先【xiān】，他们设计了一个系【xì】统，该【gāi】系统结合了专用【yòng】层来吸收【shōu】可见光和红外光。实质上，他们【men】堆叠了两【liǎng】个有机太【tài】阳【yáng】能电【diàn】池——一个能吸收波【bō】长从350纳米【mǐ】开始的可见光谱中的光;另【lìng】一个能吸收波长【zhǎng】高达950纳米的近红外【wài】光【guāng】。车小洲说：“电池【chí】本身的光【guāng】电【diàn】转化效【xiào】率为10%到11%，当将它们堆叠在一起时，光吸收增加，此【cǐ】外，我们还使用了抗反射涂【tú】层【céng】，将效【xiào】率提高到了【le】15%。”该团队还证明，他【tā】们的新设计、材料和【hé】工艺制造【zào】的成品率高【gāo】达95%以上【shàng】，这【zhè】对【duì】于将制造过程扩展到工业级【jí】非常重要【yào】。
研究人员相信，转【zhuǎn】化效率还可以【yǐ】进一步提高。车小【xiǎo】洲解释说：“可以通过改善光吸收【shōu】来增加电流，并最大限度地减少能量损失，从而提高【gāo】电压。计算结果【guǒ】表明，此类【lèi】设备的光电转【zhuǎn】化效【xiào】率在不【bú】久【jiǔ】的将【jiāng】来可【kě】达18%，有助太阳能成【chéng】为真正【zhèng】无处不在【zài】的【de】清洁能源。”
研究发表于最新一期《自然˙能源》杂志上。
来源：科技日报
