美“雙層巴士”太陽能電池再創能量轉換紀錄

在開發可再生能源的過程中，利用太陽能發電的光伏電池是許多研究人員的重點，其中最受歡迎的是尋找光電轉換率高的材料或結構。如今，具有導電能力和增加光吸收和轉換的有機聚合物在光伏電池中的應用使人們看到了巨大的潛力。研究人員認為，有機聚合物材料由于其低成本和高產量，有望使光伏電池變得便宜和輕便。

光電轉換效率從8.62%提高到10.6%。

在過去的幾年里，人們為提高光電轉換率做了大量細致而艱巨的研究工作，包括開發新材料、改善光伏電池結構和開發新的加工技術。

在眾多研究中，加州大學洛杉磯分校亨利·薩莫里工程與應用科學學院和加州納米系統研究所的成就引人注目。研究人員通過在光伏電池中引入新的串聯結構，極大地提高了聚合物太陽能電池的性能。2011年7月，研究人員的光伏電池光電轉換率被證實為8.62%，創造了世界上最好的水平。

在將日本住友化學公司提供的新型紅外吸收聚合物材料應用于光伏電池后，研究人員最近宣布，他們將串聯光伏電池的光電轉換率提高到10.6%，這得到了美國能源部國家可再生能源實驗室的認可，并成為新的世界紀錄。研究人員確信，他們開發的串聯結構具有廣泛的應用價值。

在加州大學的研究人員取得突破之前，串聯光伏電池的性能總是低于單層光伏電池，主要是因為人們沒有找到合適的聚合物材料。加州大學洛杉磯分校的工程研究人員向人們展示了高效單層串聯聚合物光伏電池。該大學材料科學與工程教授楊揚用雙層巴士生動地解釋了光伏電池的新結構。他說，一輛普通公交車可以容納相當多的乘客。如果增加一層，那么在同一空間內可以承載更多的乘客，這就是串聯聚合物光伏電池實現高效率的原因。

串聯結構可以吸收更多光譜的陽光。

據介紹，串聯結構由兩個具有不同吸收帶的電池組成，其獨特之處在于它具有專門設計用于形成串聯結構的低頻帶隙共軛聚合物材料，而帶隙決定了聚合物吸收的太陽光譜的能帶。由于具有不同光譜吸收帶的雙電池結構，串聯光伏電池提供了一種獲取更寬光譜太陽輻射的有效方法。然而，簡單地組合兩個電池并不能自然地提高效率。研究人員表示，為了有效地獲得光能，串聯光伏電池中使用的光電轉換材料必須匹配。

在實際研究中，為了更有效地利用太陽輻射，楊洋領導的研究團隊將幾個具有互補光譜吸收的光敏層組合在一起，形成了一個串聯聚合物光伏電池。它們的串聯結構包括一個具有較高光譜帶寬的前電池和一個具有較低光譜帶寬的后電池，兩個電池通過一個特殊的夾層連接。

與單層光伏電池相比，串聯光伏電池在利用太陽能方面更有效，尤其是可以最大限度地減少其他能源的損失。通過使用更多的太陽能吸收層（每層吸收不同的頻帶），串聯光伏電池可以保持電流并增加電壓。研究人員表示，這些因素提高了光伏電池的效率。

加州大學洛杉磯分校的工程研究員李剛，他說：“與研究單接觸光伏電池的結構相比，我們研究串聯光伏電池的時間要少得多。這樣的成果可以在短時間內提高光伏電池的效率，這充分向人們展示了串聯光伏電池技術的巨大潛力。”

楊揚說，與傳統的光伏電池生產相比，新系列光伏電池只需增加一種非常低成本的濕法涂層工藝就可以制造出來。他貝爾……

ves表示，由于添加的技術與現有的生產設備兼容，該技術可以在不久的將來商業化。

一些專家認為，課題組的工作為聚合物化學家設計串聯聚合物光伏電池的新材料提供了新的方向。同時，該研究成果也代表著聚合物光伏電池商業化的重要進展。楊揚和其他人希望在未來幾年內將光電轉換率提高到15%。

研究團隊的工作得到了國家科學基金會、空軍科研室、海軍研究室和能源部的支持，國家可再生能源實驗室參與了研究。住友化學研究集團負責人表示，陽光的光譜非常廣泛，包括可見光和不可見的紅外線和紫外線。該公司很高興看到住友化學的低帶寬聚合物為研究人員創造了光電轉換效率的新世界紀錄做出了貢獻。

（編輯/董海榮）在開發可再生能源的過程中，利用太陽能發電的光伏電池是許多研究人員的重點，其中最受歡迎的是尋找光電轉換率高的材料或結構。如今，具有導電能力和增加光吸收和轉換的有機聚合物在光伏電池中的應用使人們看到了巨大的潛力。研究人員認為，有機聚合物材料由于其低成本和高產量，有望使光伏電池變得便宜和輕便。

光電轉換效率從8.62%提高到10.6%。

在過去的幾年里，人們為提高光電轉換率做了大量細致而艱巨的研究工作，包括開發新材料、改善光伏電池結構和開發新的加工技術。

在眾多研究中，加州大學洛杉磯分校亨利·薩莫里工程與應用科學學院和加州納米系統研究所的成就引人注目。研究人員通過在光伏電池中引入新的串聯結構，極大地提高了聚合物太陽能電池的性能。2011年7月，研究人員的光伏電池光電轉換率被證實為8.62%，創造了世界上最好的水平。

在將日本住友化學公司提供的新型紅外吸收聚合物材料應用于光伏電池后，研究人員最近宣布，他們將串聯光伏電池的光電轉換率提高到10.6%，這得到了美國能源部國家可再生能源實驗室的認可，并成為新的世界紀錄。研究人員確信，他們開發的串聯結構具有廣泛的應用價值。

在加州大學的研究人員取得突破之前，串聯光伏電池的性能總是低于單層光伏電池，主要是因為人們沒有找到合適的聚合物材料。加州大學洛杉磯分校的工程研究人員向人們展示了高效單層串聯聚合物光伏電池。該大學材料科學與工程教授楊揚用雙層巴士生動地解釋了光伏電池的新結構。他說，一輛普通公交車可以容納相當多的乘客。如果增加一層，那么在同一空間內可以承載更多的乘客，這就是串聯聚合物光伏電池實現高效率的原因。

串聯結構可以吸收更多光譜的陽光。

據介紹，串聯結構由兩個具有不同吸收帶的電池組成，其獨特之處在于它具有專門設計用于形成串聯結構的低頻帶隙共軛聚合物材料，而帶隙決定了聚合物吸收的太陽光譜的能帶。由于具有不同光譜吸收帶的雙電池結構，串聯光伏電池提供了一種獲取更寬光譜太陽輻射的有效方法。然而，簡單地組合兩個電池并不能自然地提高效率。研究人員表示，為了有效地獲得光能，串聯光伏電池中使用的光電轉換材料必須匹配。

在實際研究中，為了更有效地利用太陽輻射，楊洋領導的研究團隊將幾個具有互補光譜吸收的光敏層組合在一起，形成了一個串聯聚合物光伏電池。它們的串聯結構包括一個帶hi……

er光譜帶寬和具有較低光譜帶寬的后電池，并且這兩個電池通過特殊的夾層連接。

與單層光伏電池相比，串聯光伏電池在利用太陽能方面更有效，尤其是可以最大限度地減少其他能源的損失。通過使用更多的太陽能吸收層（每層吸收不同的頻帶），串聯光伏電池可以保持電流并增加電壓。研究人員表示，這些因素提高了光伏電池的效率。

加州大學洛杉磯分校的工程研究員李剛，他說：“與研究單接觸光伏電池的結構相比，我們研究串聯光伏電池的時間要少得多。這樣的成果可以在短時間內提高光伏電池的效率，這充分向人們展示了串聯光伏電池技術的巨大潛力。”

楊揚說，與傳統的光伏電池生產相比，新系列光伏電池只需增加一種非常低成本的濕法涂層工藝就可以制造出來。他認為，這項技術可以在不久的將來商業化，因為增加的技術與現有的生產設備兼容。

一些專家認為，課題組的工作為聚合物化學家設計串聯聚合物光伏電池的新材料提供了新的方向。同時，該研究成果也代表著聚合物光伏電池商業化的重要進展。楊揚和其他人希望在未來幾年內將光電轉換率提高到15%。

研究團隊的工作得到了國家科學基金會、空軍科研室、海軍研究室和能源部的支持，國家可再生能源實驗室參與了研究。住友化學研究集團負責人表示，陽光的光譜非常廣泛，包括可見光和不可見的紅外線和紫外線。該公司很高興看到住友化學的低帶寬聚合物為研究人員創造了光電轉換效率的新世界紀錄做出了貢獻。

（編輯/董海榮）

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