隨著世界范圍內對新能源的需求，廉價環(huán)保的聚合物太陽能電池逐漸受到關注，但是一般的聚合物太陽能電池能量利用率較低。日前，RIKEN中心和京都大學高分子化學系研發(fā)了一種在光電轉換過程中，可有效減少太陽能光子能量損失的聚合物。
來自日本的研究團隊探索出了一種新型的將太陽能更加有效地轉換為電能的方法。
太陽能電池的工作原理是來自太陽能的光子撞擊一個電子，并使之移動產生電流。在這個光能轉換的過程中，聚合物太陽能電池比硅太陽能電池損失更多光子能量。
“在聚合物太陽能電池中，光子能量的損失意味著輸出電壓降低，這是限制其能量轉換效率最主要的原因之一。”本研究的作者之一Hideo Ohkita解釋說。這項研究的內容《High-efficiency polymer solar cells with small photon energy loss》發(fā)表在2015年12月2號的Nature雜志上。
基于以上原因，該團隊開始嘗試新型聚合物材料，其中氧原子（而非硫原子）處于關鍵位置，并且發(fā)現這種新材料能夠從太陽光中獲取和利用更多能量，從而能夠攻克光能轉換過程中的關鍵性障礙。
“這種新型聚合物可以大幅度減少光子能量損失，使太陽能電池的能量轉換效率高達9%，同時提高開路電壓。”Itaru Osaka 解釋說。
我們通常將能量轉換效率達15%視為太陽能電池的突破目標，這樣優(yōu)異性能有望將聚合物電池推向商業(yè)化。
“我們通過獲得高的短路電壓和高的開路電壓，從而使單結太陽能電池效率突破15%成為可能，這也將對整個太陽能產業(yè)產生巨大影響。”他繼續(xù)說道。
