目前,太陽能電池仍有實用、高價格和安裝復雜等問題。誰都希望有一天能夠在當地的五金店購買太陽能電池,并把電池像海報一樣掛在墻上。加州大學洛杉磯分校Henry Samueli工程和應用科學學院發表了一項新的研究成果,使這個夢想一步步接近真實。
在 2008年11月26日出版的美國化學學會雜志(American Chemical Society)一項報告中,材料科學與工程學的楊陽教授和他的同事描述了用于太陽能電池的一種新型聚合物或塑料的設計與合成,較之先前的聚合物明顯能吸收更多的陽光,并能達到更高的轉換效率。以矽原子取代碳原子作為聚合物的主要成分,能顯著提高原料的光電性能。這種含矽聚合物也可以結晶,極可能作為高效率太陽能電池的組成部分。楊陽教授希望新研發的合成聚合物能使太陽能電池被廣泛應用,不再限于目前屋頂上的應用。
聚合物這種塑料是輕便又成本低的包裝材料,并可用于制造如絕緣體、導管、家庭用品和玩具等廉價產品。聚合物太陽能電池利用有機化合物從陽光中產生電能,制造成本較之傳統的矽太陽能電池便宜得多,也利于環保。
聚合物太陽能電池已出現了好幾年,轉換效率直到最近卻仍舊很低。楊陽教授研究團隊研發的新型聚合物太陽能電池在公布的研究成果中達到百分之五點一的效率,但在幾個月后在實驗室中又提高到百分之五點六。這種單層低帶隙聚合物,是用于太陽能電池效率最高的光電原料之一。使用較低帶隙的聚合物,太陽能電池可以更有效地利用太陽光譜,從而吸收更多的陽光。反之若使用較高帶隙的聚合物,陽光不輕易被吸收,容易造成浪費。
研究人員已將先前復雜的聚合物合成程序簡化,使之更容易大量生產,但他們并未滿足于此一劃時代的成就,他們表示將繼續努力改良原料,并有信心能達到理想中的百分之十的效率,期望太陽能電池將有一天能薄如紙張,并可隨意附于任何物體的表面上。
這項研究是由Solarmer能源公司(Solarmer Energy Inc.)和加州大學發現獎助金(UC Discovery Grant)所贊助。 Solarmer能源公司最近已獲得加州大學洛杉磯分校的技術商業授權。