可用于汽車(chē)的有機太陽(yáng)能電池

在現在的生活中，太陽(yáng)能產(chǎn)品處處可見(jiàn)，人們用太陽(yáng)能煮飯，還有太陽(yáng)能熱水器等等，無(wú)處不見(jiàn)太陽(yáng)能產(chǎn)品，當然，最重要的還是太陽(yáng)能發(fā)電，但是目前的技術(shù)并不能讓人們很好利用太陽(yáng)能發(fā)電。據外媒報道，研究人員發(fā)現，在太陽(yáng)能電池中，可利用有機分子混合物，吸收陽(yáng)光并將其轉換成電能。此外，這種電池還能應用于汽車(chē)車(chē)身等曲面。這一發(fā)現挑戰傳統觀(guān)念，有助于早日實(shí)現太陽(yáng)能電池的商業(yè)化應用。

在基本的有機太陽(yáng)能電池中，有機半導體薄膜夾在兩個(gè)電極之間。該薄膜將有機半導體層中產(chǎn)生的電荷提取到外部電路中。長(cháng)期以來(lái)，人們一直認為，電極表面需要達到100%導電，才能最大限度地提取電荷。

英國華威大學(xué)(University of Warwick)的科學(xué)家們發(fā)現，在有機太陽(yáng)能電池中，只要電極表面有1%的面積導電，就能充分發(fā)揮功效。因此，在電極與捕光有機半導體層之間的界面處，可以使用一系列復合材料，來(lái)改善器件性能和降低成本?；瘜W(xué)系首席研究員Ross Hatton表示：“人們普遍認為，想要優(yōu)化有機太陽(yáng)能電池性能，需使電極和有機半導體之間的界面，達到面積最大化。我們對此提出質(zhì)疑?！睘榱苏业酱鸢?，研究人員研制出一種電極模型，對表面進(jìn)行系統化改造。從中可以看出，即使電極表面99%都絕緣，只要導電區域距離不遠，其表現與表面100%導電時(shí)一樣。

在高性能有機太陽(yáng)能電池中，電極和集光有機半導體層之間的界面處，設有額外的透明層。對于優(yōu)化設備中的光分布和提高穩定性，這些透明層必不可少。當然，前提是必須將電荷傳導到電極上。這是一項艱巨的任務(wù)，因為能夠同時(shí)滿(mǎn)足所有要求的材料并不多。博士后研究員Dinesha Dabera解釋說(shuō)：“從新發(fā)現中可以看出，絕緣體和導電納米顆粒復合材料，在這方面具有很大的應用潛力，比如碳納米管、石墨烯碎片或金屬納米顆粒。這些材料有助于提高設備性能，降低成本。目前，有機太陽(yáng)能電池非常接近但沒(méi)有完全實(shí)現商業(yè)化，因此，如有任何技術(shù)，能進(jìn)一步降低成本，同時(shí)提高性能，都有助于實(shí)現這一目標?！?/p>

有機太陽(yáng)能電池不含毒元素，可在低溫下采用輥對輥式沉積(roll-to-roll deposition)加工。因此，這種電池更具有環(huán)保性，不僅碳足跡極低，而且能源回收時(shí)間短。Hatton說(shuō)：“我們所要做的是，演示太陽(yáng)能電池的設計方法，提供更廣泛的材料選擇，推動(dòng)實(shí)現商業(yè)化?！?/p>

Hatton表示：“目前，人們對太陽(yáng)能電池的需求迅速增長(cháng)。這種電池可安裝于輕質(zhì)、可調色柔性基板。傳統硅太陽(yáng)能電池，很適合在太陽(yáng)能農場(chǎng)和建筑物屋頂上，用于大規模發(fā)電。但是，它們很難滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)的需求，也難以集成到建筑物的窗戶(hù)上，而這些已不再是小眾應用。有機太陽(yáng)能電池可以安裝在這些曲面上，并且非常輕巧，又不占空間。

這一發(fā)現或將推動(dòng)新型柔性太陽(yáng)能電池的發(fā)展，給設計者提供更多的材料選擇，以實(shí)現商業(yè)化應用?！碧?yáng)能雖然可以產(chǎn)生很大能量，但是現在的技術(shù)還不足以保證人類(lèi)所有的運轉，這就需要我們保護能源，從自己做起，從身邊的點(diǎn)滴做起，節約能源，是我們人類(lèi)每一個(gè)人應盡的責任。