近日，韓國(guó)材料研究所的能源融合材料研究中心林東燦（音譯）博士研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合蔚山大學(xué)趙新郁（音譯）博士、延世大學(xué)李東日（音譯）教授、高等光技術(shù)研究所李昌烈（音譯）博士，利用量子粒子群開(kāi)發(fā)出了一種高效光伏電池技術(shù)，可在陰雨天或室內(nèi)較弱的光源下正常運(yùn)行。

據(jù)了解，該技術(shù)具有半透光特性，適用于光伏建筑—體化(BIPV)，以及室內(nèi)傳感器驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域。

通常來(lái)說(shuō)，在光量較少、光入射角或曲面變化的情況下，光伏電池的效率都會(huì)下降。而事實(shí)上，光伏電池應(yīng)用于智能工廠或家庭臥室等室內(nèi)空間時(shí)，光伏電池通常并未面對(duì)光源，或者安裝于不平坦的空間（光量及入射角的差異也會(huì)使光吸收效率下降）。因此，為了應(yīng)用于實(shí)際生活，就必須解決上述一類(lèi)問(wèn)題。

為此，該研究團(tuán)隊(duì)在有機(jī)光伏電池的內(nèi)部混合了金色量子粒子群，其原子個(gè)數(shù)有所調(diào)整，從而制作出柔軟、透光度高的有機(jī)光伏電池。基礎(chǔ)光吸收層上不能吸收的剩余光，金色量子粒子群卻可以吸收，根據(jù)能量轉(zhuǎn)移的原理，從而提高了光吸收層的光吸收能力。值得一提的是，量子粒子群幾乎不會(huì)受到低照度和低廣度的光吸收環(huán)境變化影響，同時(shí)具有較高的量子效率，因此可以有效地補(bǔ)償基礎(chǔ)光吸收層的吸收性能。

鑒于光伏電池的大容量發(fā)電應(yīng)用主要集中在BIPV和室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)的傳感器驅(qū)動(dòng)電源，相關(guān)的研究也在積極開(kāi)展，此次開(kāi)發(fā)的技術(shù)有助于拓寬光伏電池的應(yīng)用領(lǐng)域，不過(guò)，現(xiàn)有的光伏電池在陰雨天，日出或日落，以及室內(nèi)等光量較少的環(huán)境中就會(huì)出現(xiàn)電壓下降的問(wèn)題，很難正常啟動(dòng)，特別是光伏電池的透光度越高，電壓就會(huì)顯著下降，不利于BIPV的使用。

此次研究采用了量子粒子群，在低照度環(huán)境下，改善了電壓低下的問(wèn)題。在柔軟光伏電池的研究過(guò)程中，此前忽視的曲面變化問(wèn)題得以重視，也預(yù)示了全新的研究方向。

材料研究所燦林東主任研究員表示，該技術(shù)一旦得到商用化，傳統(tǒng)的功能型光伏電池也可利用室內(nèi)的低光量人工光源，應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境和移動(dòng)電子儀器電源，將有助于第四次工業(yè)革命的發(fā)展。

此次研究成果已經(jīng)刊登于納米材料和能源領(lǐng)域的全球?qū)W術(shù)期刊《Nano Energy》，目前，研究團(tuán)隊(duì)還在進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)傳感器驅(qū)動(dòng)上的后續(xù)應(yīng)用研究。