有機(jī)材料無論是用聚合物制成,還是用“小分子”即低分子量有機(jī)化合物制成,都可以制成油墨,進(jìn)行大面積印刷,
新方法制造可印刷的有機(jī)太陽能電池,最終可帶來新型成本低,價(jià)格便宜的柔性太陽能電池板。
這項(xiàng)工作的領(lǐng)導(dǎo)是艾倫•黑格(Alan Heeger),他與吉列爾莫•巴桑(Guillermo Bazan)分享了2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),是因?yàn)殚_發(fā)了這種導(dǎo)電聚合物,很容易用于制造塑料太陽能電池和有機(jī)發(fā)光二極管。黑格和巴桑都是加州大學(xué)圣巴巴拉分校(University of California, Santa Barbara)化學(xué)教授。

高倍放大的透射電子顯微鏡圖像,顯示平面堆疊的小分子太陽能材料晶格條紋,
聚合物太陽能電池效率不如硅太陽能電池,但很便宜就可以制備。有機(jī)材料無論是用聚合物制成,還是用所謂的“小分子”,即低分子量有機(jī)化合物制成,都可以制成油墨,進(jìn)行大面積印刷。它們還輕便靈活,有望進(jìn)行一些應(yīng)用,如屋頂安裝或太陽能電池片,為便攜式電子設(shè)備充電。
使用巴桑設(shè)計(jì)的一種新型小分子,黑格制成一種太陽能電池,可以把照到上面的6.7%的光能轉(zhuǎn)化為電能。巴桑預(yù)計(jì),在一年內(nèi)達(dá)到9%的效率。雖然實(shí)驗(yàn)室測試效率往往要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于生產(chǎn)出的電池效率,但是,這將使這些材料可媲美市場上最好的聚合物太陽能電池。
到現(xiàn)在為止,改善有機(jī)太陽能電池性能和成本,大部分工作都集中在開發(fā)新型高分子材料上。
巴桑采取的是,結(jié)合理論和反復(fù)試驗(yàn),開發(fā)新的小分子材料。他首先優(yōu)化其電氣性能,使這種分子能夠支持所需的高電流和電壓,取得太陽能電池的功率。尤其棘手的是創(chuàng)造一種小分子材料,制成好的薄膜;雖然聚合物很長,而且糾結(jié)成一種穩(wěn)定的薄膜,但是,小分子并不容易制成這種平面薄膜,就是制備一層太陽能電池所需的薄膜。
在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上擺弄很多次之后,巴桑的小組提出了一種合適的小分子和工藝,可以制備高效率的小分子太陽能電池。這項(xiàng)工作已經(jīng)在《自然材料》雜志上介紹過。巴桑期望調(diào)整材料的設(shè)計(jì),進(jìn)一步提高性能。
黑格說,在過去,他沒有認(rèn)真對(duì)待小分子太陽能材料,因?yàn)樾阅芎艿汀?ldquo;其他人已經(jīng)用過小分子,但性能遠(yuǎn)低于聚合物,”他說。
不過,在能源市場上,很難讓有機(jī)太陽能電池成為真正的競爭者,尤其是因?yàn)楣桦姵刈兊迷絹碓奖阋肆恕?ldquo;性能和使用壽命都還沒有達(dá)到那一步,”楊陽(Yang Yang)說,他是加州大學(xué)洛杉磯分校(University of California, Los Angeles)材料科學(xué)與工程教授。楊陽正在研究聚合物太陽能材料,就在他的公司,就是太陽能梅爾公司(Solarmer),他也在他的學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)室研究小分子太陽能電池;他的目標(biāo)是實(shí)驗(yàn)室制成的電池達(dá)到15%的效率。不過,楊陽說,圣巴巴拉分校的工作很重要,實(shí)例說明了有前途的小分子太陽能。
至于這些材料如何在市場上經(jīng)營,黑格說,“還太早,難以知道,”但他認(rèn)為,效率已達(dá)到一個(gè)可觀的水平,而且這些太陽能材料很有前途。“現(xiàn)在,我們應(yīng)該認(rèn)真對(duì)待,”他說。
本文為美國Technology Review授權(quán)文章,未經(jīng)書面許可,嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載使用。
新方法制造可印刷的有機(jī)太陽能電池,最終可帶來新型成本低,價(jià)格便宜的柔性太陽能電池板。
這項(xiàng)工作的領(lǐng)導(dǎo)是艾倫•黑格(Alan Heeger),他與吉列爾莫•巴桑(Guillermo Bazan)分享了2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),是因?yàn)殚_發(fā)了這種導(dǎo)電聚合物,很容易用于制造塑料太陽能電池和有機(jī)發(fā)光二極管。黑格和巴桑都是加州大學(xué)圣巴巴拉分校(University of California, Santa Barbara)化學(xué)教授。

高倍放大的透射電子顯微鏡圖像,顯示平面堆疊的小分子太陽能材料晶格條紋,
使用巴桑設(shè)計(jì)的一種新型小分子,黑格制成一種太陽能電池,可以把照到上面的6.7%的光能轉(zhuǎn)化為電能。巴桑預(yù)計(jì),在一年內(nèi)達(dá)到9%的效率。雖然實(shí)驗(yàn)室測試效率往往要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于生產(chǎn)出的電池效率,但是,這將使這些材料可媲美市場上最好的聚合物太陽能電池。
到現(xiàn)在為止,改善有機(jī)太陽能電池性能和成本,大部分工作都集中在開發(fā)新型高分子材料上。
巴桑采取的是,結(jié)合理論和反復(fù)試驗(yàn),開發(fā)新的小分子材料。他首先優(yōu)化其電氣性能,使這種分子能夠支持所需的高電流和電壓,取得太陽能電池的功率。尤其棘手的是創(chuàng)造一種小分子材料,制成好的薄膜;雖然聚合物很長,而且糾結(jié)成一種穩(wěn)定的薄膜,但是,小分子并不容易制成這種平面薄膜,就是制備一層太陽能電池所需的薄膜。
在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上擺弄很多次之后,巴桑的小組提出了一種合適的小分子和工藝,可以制備高效率的小分子太陽能電池。這項(xiàng)工作已經(jīng)在《自然材料》雜志上介紹過。巴桑期望調(diào)整材料的設(shè)計(jì),進(jìn)一步提高性能。
黑格說,在過去,他沒有認(rèn)真對(duì)待小分子太陽能材料,因?yàn)樾阅芎艿汀?ldquo;其他人已經(jīng)用過小分子,但性能遠(yuǎn)低于聚合物,”他說。
不過,在能源市場上,很難讓有機(jī)太陽能電池成為真正的競爭者,尤其是因?yàn)楣桦姵刈兊迷絹碓奖阋肆恕?ldquo;性能和使用壽命都還沒有達(dá)到那一步,”楊陽(Yang Yang)說,他是加州大學(xué)洛杉磯分校(University of California, Los Angeles)材料科學(xué)與工程教授。楊陽正在研究聚合物太陽能材料,就在他的公司,就是太陽能梅爾公司(Solarmer),他也在他的學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)室研究小分子太陽能電池;他的目標(biāo)是實(shí)驗(yàn)室制成的電池達(dá)到15%的效率。不過,楊陽說,圣巴巴拉分校的工作很重要,實(shí)例說明了有前途的小分子太陽能。
至于這些材料如何在市場上經(jīng)營,黑格說,“還太早,難以知道,”但他認(rèn)為,效率已達(dá)到一個(gè)可觀的水平,而且這些太陽能材料很有前途。“現(xiàn)在,我們應(yīng)該認(rèn)真對(duì)待,”他說。
本文為美國Technology Review授權(quán)文章,未經(jīng)書面許可,嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載使用。
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