香港科技大學(xué)研究太陽能電池取得新突破
2014-11-19 15:20:28 來源: 瀏覽次數(shù):0
【編者按】太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。第一代太陽能電池發(fā)展最長久技術(shù)也最成熟?煞譃,單晶硅(Monocrystalline Silicon)、多晶硅(Polycrystalline Silicon)、非晶硅(Amorphous Silicon)。第二代薄膜太陽能電池以薄膜制程來制造電池。種類可分為碲化鎘(Cadmium Telluride CdTe)、銅銦硒化物(Copper Indium Selenide CIS)、銅銦鎵硒化物(Copper Indium Gallium Selenide CIGS)、砷化鎵(Gallium arsenide GaAs)。第三代電池與前代電池最大的不同是制程中導(dǎo)入有機物和納米科技。種類有光化學(xué)太陽能電池、染料光敏化太陽能電池、高分子太陽能電池、納米結(jié)晶太陽能電池。第四代則是針對電池吸收光的薄膜做出多層結(jié)構(gòu)。
據(jù)香港《大公報》報道,能源危機為全球關(guān)注,香港科技大學(xué)化學(xué)系顏河教授的研究團隊,研發(fā)出三種新的高分子材料以及超過十種高分子富勒烯材料組合,能夠?qū)崿F(xiàn)高達10.8%的光電轉(zhuǎn)化效率,是迄今最高效的單節(jié)高分子太陽能電池。他的下一個目標(biāo)是,研發(fā)出促進高效、低成本太陽能電池的大型供電網(wǎng)。
高分子太陽能電池,由高分子給體和富勒烯受體的共混薄膜構(gòu)成,可為智能手機及手提電腦等流動裝置充電。高分子太陽能電池板,可透過類似報章印刷的技術(shù)大量生產(chǎn),一分鐘就可生產(chǎn)出一米長的太陽能電子板。
顏教授表示,過去20年,全球有500個組織在進行高分子太陽能技術(shù),開發(fā)高分子太陽能電池材料的研究成功率通常較低,僅有幾種高分子材料和一種富勒烯材料可達9%的光電轉(zhuǎn)化效率。9%的光電轉(zhuǎn)化效率,不能足以將技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)用途。其團隊與美國北卡羅來納州立大學(xué)的Harald Ade教授以及馬偉博士合作,在《自然通訊》上發(fā)表了一篇論文,闡述隨溫度控制的高分子聚集效應(yīng)是實現(xiàn)高效率太陽能電池的關(guān)鍵因素。
研究團隊去年9月研發(fā)出第一個超過10%效率的材料組合之后,過去一年先后研發(fā)出兩種高分子材料及多種不同的富勒烯材料,均能實現(xiàn)超過10%的能源轉(zhuǎn)化效率。顏河希望這些新材料的設(shè)計方法和Ade教授的測試結(jié)果能促進其他科研人員對高分子─富勒烯材料的研發(fā),從而提升太陽能電池效率,進一步降低成本,盡早實現(xiàn)高分子太陽能電池商業(yè)化。
力拓太陽能電網(wǎng)發(fā)展
顏河舉例說,市面上已生產(chǎn)了采用高分子太陽能電子商品,可用于移動充電應(yīng)用方面的就有太陽能手提包、太陽能投影筆等,歐洲有國家向非洲國家輸出連太陽能充電池的手機套裝,方便人們充電。新材料亦可應(yīng)用于露營帳篷,只須要將高分子太陽能電子板貼在帳篷上就能取電,不用怕忘了帶手電筒出門;太陽能電子板亦可應(yīng)用于建筑物的門窗上,形成太陽能窗。太陽能電子板的顏色除了黑色,亦有藍、紅、綠色可選擇,阿拉伯國家的客戶則喜歡安裝金色的門窗。長遠來說,他希望發(fā)展新型受體材料,將拓寬制造有機太陽能電池材料的選擇:促進高效、低成本太陽能電池的電網(wǎng)發(fā)展。
信息來源:中國新聞網(wǎng) 編輯:茍麗麗