《新突破!有机太阳能电池向前一步》

  • 来源专题:能源情报网监测服务平台
  • 编译者: 郭楷模
  • 发布时间:2024-07-19
  • 7月17日,在“抚顺光伏产业创新发展研讨会”这一盛会上,汇聚了包括中国科学院院士李永舫、中国化工学会副理事长兼秘书长方向晨、中国战略新兴产业金融创新研究院院长孟祥阁、中国石油与化工工业联合会科技与装备部副主任王秀江、中国化工学会化工新材料专业委员会主任李效玉、秘书长穆元春,以及辽宁石油化工大学教授高志贤等在内的众多顶尖专家学者与企业精英,他们共同聚焦“光”的未来,深入探讨了光伏领域的最新前沿技术,为推动我国“双碳”目标的落地贡献智慧与力量。

    会上,有机太阳能电池领域的最新进展成为了全场瞩目的焦点。李永舫院士详尽阐述了有机太阳能电池作为第三代电池技术的独特魅力,其核心优势在于其超薄活性层设计,仅约100纳米的厚度,相较于晶硅电池的数百微米,实现了数量级的飞跃。这一创新不仅显著减轻了组件的重量,更赋予了有机太阳能电池前所未有的柔韧性与透明度,为其在可穿戴设备、建筑光伏一体化系统(如半透明窗户、智能窗帘等)中的广泛应用奠定了坚实基础,预示着绿色建筑与未来生活方式的深刻变革。

    此外,有机太阳能电池在环保方面亦展现出卓越性能,彻底摆脱了铅污染等环境问题的困扰,彰显了绿色能源的纯净与可持续。尤为值得一提的是,即便在光线柔和的室内环境中,该类电池仍能维持与户外强光下相当的光电转换效率,这一特性极大地拓宽了其应用场景,为智能家居、室内照明等领域带来了前所未有的发展机遇。

    尤为振奋人心的是,抚顺本土企业——橙子(辽宁)科技科技有限公司(简称“橙子科技”)在此次研讨会上宣布了重大突破,成功实现了有机光伏聚合物X1系列产品的量产,其电池转换效率超过18%,标志着有机太阳能电池产业化进程迈出了坚实的一步,也为市场注入了新的活力。橙子科技凭借其强大的生产灵活性,能够迅速响应市场需求,实现从500公斤至1吨不等的定制化生产,充分满足200万至400万平方米的广阔市场需求,预示着有机太阳能电池市场即将开启全新的篇章。

  • 原文来源:https://www.nengyuanjie.net/article/94524.html
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    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2020-07-27
    • 科技日报合肥7月26日电 (记者吴长锋)记者26日从中国科学技术大学获悉,该校陈涛教授、朱长飞教授团队与合作者合作,发展了水热沉积法制备硒硫化锑半导体薄膜材料,并将其应用到太阳能电池中,实现了光电转换效率10%的突破。这一成果日前发表在《自然能源》上。 硒硫化锑是近年来在光伏领域应用的一种新兴光伏材料,其带隙在1.1—1.7电子伏特范围内可调,满足最佳的太阳光谱匹配。同时,硒硫化锑具有较高的吸收系数,500纳米左右厚度的薄膜即能达到最佳吸收。因此,在超轻、便携式发电器件方面也具有潜在的应用。 鉴于硒硫化锑具有良好的稳定性和丰富元素储量,光电转换效率的进一步提升有望推进应用。这一研究成果所发展的水热沉积法在超临界的状态下水热沉积可以生成致密、平整且横向元素分布均匀的光吸收薄膜,从而有利于载流子的传输,结合光吸收、阴阳离子比例的调控以及点缺陷的控制,最终实现了光电转换效率的突破。从材料制备的角度来看,这项研究发展的水热沉积法是一种简便、低成本的薄膜制备方法。 《自然能源》审稿人给予该工作高度评价,认为这是一个里程碑式的效率,为硒硫化锑太阳能电池的发展带来新的曙光。
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    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-01-22
    • 概要 在价格愈发便宜,无处不在的太阳能电池发展中,研究人员找到了一种方法,使电子传输效率远远超过以前用于有机太阳能电池和其他有机半导体的材料。 图注 在Randall实验室内进行的有机太阳能电池测试。Michigan 大学的研究人员已找到一种方法来驱使电子传输效率远远超过以前的有机太阳能电池和其他有机半导体材料。 “多年来,人们认为有机物导电性弱是不可避免的事实,但实验表明情况并非如此,”Peter A. Franken教授和Paul G. Goebel教授在UM领导此项研究。与当今广泛使用的无机太阳能电池不同,有机物可由便宜的柔性碳基材料如塑料所制成,制造商可使用各种颜色和配置将它们卷起来,几乎可以无缝地层压到任何表面上。然而,有机物极差的传导性已逐步限制研究进展,Forrest 相信这个发现可以改变该领域的研究方向。 研究小组发现,富勒烯分子的薄层,即有趣的圆形碳Buckyballs分子可以使电子从它们被光子撞击的地方移动数厘米。与如今电子只能行进几百纳米或更少的有机电池相比,这是一个戏剧性的增长。 电子从一个原子移动到另一个原子中,构成太阳能电池或电子元件中的电流。当今无机太阳能电池和其他半导体中使用的硅材料紧密结合了原子网络,使得电子易于穿过材料。但有机材料的致命弱点在于,其单个分子之间有很多可以捕获电子的松散的键。新的实验发现表明,研究员将有能调整其导电性能及其具体应用。 在有机半导体中电子自由运动的能力对材料性质影响极大,如有机太阳能电池的表面必须覆盖一层导电电极,在最初产生的位置上收集电子。但是自由移动的电子则可以在距离起点较远处收集。这使制造商能够将导电电极缩小到不可见的网格中,从而为窗户和其他表面上使用的透明单元奠定基础。 UM电子工程与计算机科学研究人员Quinn Burlingame说:“这一发现为我们提供了一个新的思路,可以在设计有机太阳能电池和其他有机半导体器件时发挥新的作用,远程电子传输为器件架构开辟了许多新的可能性。” Burlingame表示,这个现象的最初发现,是团队尝试提高有机太阳能电池结构效率时,所发生的一个意外。使用一种真空热蒸发的常用技术,它们在有机电池发电层顶部的C60富勒烯薄膜(每个由60个碳原子组成)上分层,即阳光中的光子使电子从其相关联的分子中脱离出来。在富勒烯上面,他们又放了一层以防止电子逸出。 他们发现了一种他们以前从未见过的有机物质,即电子在该材料中不受约束,其甚至在电池的发电区域之外。通过数月的实验,他们确定富勒烯层形成了能量阱(一个低能量区域),可防止带负电荷的电子与发电层留下的正电荷重新结合。 U-M物理系研究员,该研究的作者Caleb Cobourn说:“你可以想象一种结构,能量就像峡谷一样,电子落入其中,不能退缩。所以他们继续在富勒烯层中自由移动,而不是像在发电层中那样重新组合,它就像一个巨大的天线,可以从设备的任何地方收集电子电荷。 Forrest告诫道,这种发现在太阳能电池等应用中仅仅是理论基础,但这一发现对理解和应用有机半导体性质具有极大的影响。他说:“我相信,无处不在的太阳能是改善我们持续变暖和日益拥挤星球的关键,这意味着可将太阳能电池放在建筑物外墙和窗户等日常用品上。这样的技术有助于我们以低成本便捷的方式发电。”