有機(jī)太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率的極限值約為21％

目前主流的晶體硅太陽(yáng)能電池等無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率理論極限已獲知。此次便是以此為基礎(chǔ)，并將無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池與有機(jī)太陽(yáng)能電池在吸收光后產(chǎn)生電力的機(jī)理方面的不同納入考慮因素，計(jì)算出了有機(jī)太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率理論極限值。該成果有望成為有機(jī)太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率“能夠提高到何種程度”的研發(fā)指南。上述成果將于近期在應(yīng)用物理學(xué)會(huì)雜志《AppliedPhysicsLetters》的在線版上公開(kāi)。

有機(jī)太陽(yáng)能電池?fù)碛杏袡C(jī)材料所特有的薄輕軟柔特性，可安裝在以往的晶體硅太陽(yáng)能電池板難以設(shè)置的場(chǎng)所，作為新一代太陽(yáng)能電池備受期待。不過(guò)，與晶體硅太陽(yáng)能電池相比，有機(jī)太陽(yáng)能電池在提高轉(zhuǎn)換效率及耐久性方面還存在技術(shù)課題。但近年來(lái)其轉(zhuǎn)換效率快速提高，有研究稱已超過(guò)10％，達(dá)到了與非晶硅太陽(yáng)能電池相當(dāng)?shù)乃?。因此，業(yè)界對(duì)有機(jī)太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率“能夠提高至何種程度”頗為關(guān)注。

在無(wú)機(jī)半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池方面，Shockley和Queisser于1961年宣布其轉(zhuǎn)換效率的理論極限值約為30％，近年的實(shí)際效率已接近這一數(shù)值，無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池的研發(fā)最近正朝著通過(guò)采用多結(jié)型及集光型等Shockley-Queisser理論中未曾考慮的構(gòu)造來(lái)提高效率的方向發(fā)展。而另一方面，有機(jī)太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率也在急速提高，已達(dá)到需要依據(jù)“能提高至何種程度”的指南來(lái)推進(jìn)的水平，因此業(yè)界希望獲得類似Shockley-Queisser理論那樣的極限效率數(shù)據(jù)。