什么是有机薄膜太阳能电池?
有机薄膜太阳能电池为运用有机半导体的p-n接合型太阳能电池。运用n型和p型的有机半导体,运用光照耀p-n接合带隙发生电位差。与运用碘的氧化复原反响现象不同,色素增感型太阳能电池的原理与硅类太阳能电池类似。特点是资料和制作的本钱较低,运用塑料底板就能制成柔性太阳能电池等。
有机薄膜太阳能电池运用的有机半导体既有高分子类又有低分子类,制膜办法有蒸镀法和涂布法。其间,可行性最高的是运用高分子有机半导体的涂布法。硅半导体能够运用蒸镀法,但本钱较高且工艺时刻较长。涂布法可选用卷对卷等很多生产方式,有利于降低本钱和缩短加工时刻。
日本国内的研讨也十分活泼
瞄准这些长处,近年运用涂布型高分子有机半导体的有机薄膜太阳能电池的研制益发活泼。此前,海外是此类研讨的中心,而最近2~3年,日本国内也进入了研讨的鼎盛期。比方,日本的工业技能归纳研讨所现已宣告,试制出了运用高分子有机半导体的有机薄膜太阳能电池,动力转化功率到达3.8%。
别的,三菱化学与“ERATO Nakamura FuncTIonal Carbon Cluster Project”共同开发出了用四苯卟啉作p型有机半导体、用富勒烯诱导体作N型半导体的涂布转化型有机薄膜太阳能电池。四苯卟啉的前驱体能够溶于溶剂制成墨水,涂布后加热可转化成具有半导体特性的结构。经过运用四苯卟啉前驱体和富勒烯诱导体,制成了不同于低分子蒸镀和高分子涂布的全球首款涂布转化型有机薄膜太阳能电池。
进步转化功率的研讨成果不断涌现
世界各国的研讨机构一直在活跃致力于进步有机薄膜太阳能电池转化功率的研讨试验。2007年7月,美国加利福尼亚大学在科学杂志《Science》上宣告了“单元转化功率全球最高达6.5%”的文章。日本的住友化学也于2009年2月宣告,该公司的有机薄膜太阳能电池的转化功率到达了6.5%。
东丽在2009年3月举办的春季使用物理学相关联合演讲会上发布了转化功率达5.5%的研讨成果。进步转化率的关键在于,施主资料经过在聚合物骨架中导入进步其与受主(Acceptor)资料之间能隙的结构,完成了约1V的高敞开电压,别的,还导入可构成最佳发电层结构的替代基,统筹了短路电流和电压的高水平。以期2015年前后使转化功率到达7%。
美国开端量产
现在美国现已开端了量产。美国科纳卡技能(Konarka Technologies)于2008年开端量产运用100μm薄的薄膜底板的有机薄膜太阳能电池模块“Power PlasTIc”。选用卷对卷及喷墨印刷技能制作。该公司不独自出售太阳能电池模块,而是方案与使用产品绑缚出售。转化功率方面,现在的单元转化功率仅为4~5%,“估计不久的将来将到达7%。方针是几年之内完成10%”。
该公司在2009年2月于日本举办的“PV EXPO 2009 第2届世界太阳能电池展”上展出了用卷对卷制作的多款有机薄膜太阳能电池模块。并展现了运用柔软特性贴在公函包上、用作电子纸电源的试制品。