有机薄膜太阳能电池使用的有机半导体既有高分子类又有低分子类,制膜方法有蒸镀法和涂布法。其中,可行性最高的是使用高分子有机半导体的涂布法。硅半导体可以使用蒸镀法,但本钱较高且工艺时间较长。涂布法可采用卷对卷等大量生产方式,有利于降低本钱和缩短加工时间。
有机薄膜太阳能电池为使用有机半导体的p-n接合型太阳能电池。使用n型和p型的有机半导体,利用光照射p-n接合带隙产生电位差。与利用碘的氧化还原反应现象不同,色素增感型太阳能电池的原理与硅类太阳能电池相似。特点是材料和制造的本钱较低,使用塑料底板就能制成柔性太阳能电池等。
日本国内的研究也非常活跃
瞄准这些优点,近年使用涂布型高分子有机半导体的有机薄膜太阳能电池的研发愈发活跃。此前,海外是此类研究的中心,而最近2~3年,日本国内也进进了研究的壮盛期。比如,日本的产业技术综合研究所已经公布,试制出了使用高分子有机半导体的有机薄膜太阳能电池,能源转换效率达到3.8%。
另外,三菱化学与“erato nakamura functional carbon cluster project”共同开发出了用四苯卟啉作p型有机半导体、用富勒烯诱导体作n型半导体的涂布转换型有机薄膜太阳能电池。四苯卟啉的先驱体可以溶于溶剂制成墨水,涂布后加热可转换成具有半导体特性的结构。通过使用四苯卟啉先驱体和富勒烯诱导体,制成了不同于低分子蒸镀和高分子涂布的全球首款涂布转换型有机薄膜太阳能电池。
进步转换效率的研究成果不断涌现
世界各国的研究机构一直在积极致力于进步有机薄膜太阳能电池转换效率的研究实验。2007年7月,美国加利福尼亚大学在科学杂志《science》上发表了“单元转换效率全球最高达6.5%”的文章。日本的住友化学也于2009年2月公布,该公司的有机薄膜太阳能电池的转换效率达到了6.5%。
东丽在2010年3月举行的春季应用物理学相关联合演讲会上发布了转换效率达5.5%的研究成果。进步转换率的关键在于,檀越材料通过在聚合物骨架中导进进步其与受主(acceptor)材料之间能隙的结构,实现了约1v的高开放电压,另外,还导进可形成最佳发电层结构的取代基,兼顾了短路电流和电压的高水平。以期2015年前后使转换效率达到7%。
信息整理:扬州拓普电气科技有限公司 信息来源:
k8凯发-凯发k8国际首页登录