發(fā)布時(shí)間:2011-10-4 6:43:50 作者:yztpdq 來源:本站 瀏覽量:5008 【字體:
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有機(jī)薄膜太陽能電池使用的有機(jī)半導(dǎo)體既有高分子類又有低分子類,制膜方法有蒸鍍法和涂布法。其中,可行性最高的是使用高分子有機(jī)半導(dǎo)體的涂布法。硅半導(dǎo)體可以使用蒸鍍法,但本錢較高且工藝時(shí)間較長。涂布法可采用卷對(duì)卷等大量生產(chǎn)方式,有利于降低本錢和縮短加工時(shí)間。
有機(jī)薄膜太陽能電池為使用有機(jī)半導(dǎo)體的p-n接合型太陽能電池。使用n型和p型的有機(jī)半導(dǎo)體,利用光照射p-n接合帶隙產(chǎn)生電位差。與利用碘的氧化還原反應(yīng)現(xiàn)象不同,色素增感型太陽能電池的原理與硅類太陽能電池相似。特點(diǎn)是材料和制造的本錢較低,使用塑料底板就能制成柔性太陽能電池等。
日本國內(nèi)的研究也非?;钴S
瞄準(zhǔn)這些優(yōu)點(diǎn),近年使用涂布型高分子有機(jī)半導(dǎo)體的有機(jī)薄膜太陽能電池的研發(fā)愈發(fā)活躍。此前,海外是此類研究的中心,而最近2~3年,日本國內(nèi)也進(jìn)進(jìn)了研究的壯盛期。比如,日本的產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所已經(jīng)公布,試制出了使用高分子有機(jī)半導(dǎo)體的有機(jī)薄膜太陽能電池,能源轉(zhuǎn)換效率達(dá)到3.8%。
另外,三菱化學(xué)與“ERATO Nakamura Functional Carbon Cluster Project”共同開發(fā)出了用四苯卟啉作p型有機(jī)半導(dǎo)體、用富勒烯誘導(dǎo)體作N型半導(dǎo)體的涂布轉(zhuǎn)換型有機(jī)薄膜太陽能電池。四苯卟啉的先驅(qū)體可以溶于溶劑制成墨水,涂布后加熱可轉(zhuǎn)換成具有半導(dǎo)體特性的結(jié)構(gòu)。通過使用四苯卟啉先驅(qū)體和富勒烯誘導(dǎo)體,制成了不同于低分子蒸鍍和高分子涂布的全球首款涂布轉(zhuǎn)換型有機(jī)薄膜太陽能電池。
進(jìn)步轉(zhuǎn)換效率的研究成果不斷涌現(xiàn)
世界各國的研究機(jī)構(gòu)一直在積極致力于進(jìn)步有機(jī)薄膜太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的研究實(shí)驗(yàn)。2007年7月,美國加利福尼亞大學(xué)在科學(xué)雜志《Science》上發(fā)表了“單元轉(zhuǎn)換效率全球最高達(dá)6.5%”的文章。日本的住友化學(xué)也于2009年2月公布,該公司的有機(jī)薄膜太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了6.5%。
東麗在2010年3月舉行的春季應(yīng)用物理學(xué)相關(guān)聯(lián)合演講會(huì)上發(fā)布了轉(zhuǎn)換效率達(dá)5.5%的研究成果。進(jìn)步轉(zhuǎn)換率的關(guān)鍵在于,檀越材料通過在聚合物骨架中導(dǎo)進(jìn)進(jìn)步其與受主(Acceptor)材料之間能隙的結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了約1V的高開放電壓,另外,還導(dǎo)進(jìn)可形成最佳發(fā)電層結(jié)構(gòu)的取代基,兼顧了短路電流和電壓的高水平。以期2015年前后使轉(zhuǎn)換效率達(dá)到7%。
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