【技术前沿】近期太阳能电池研究进展汇总

导读：半透明建筑的光伏系统（发电外墙，遮挡物，屋顶和窗户）需要具有柔性，半透明性，环境友好性，高产质量轻等特点的太阳能电池。本文制备出一种新型高效低成本全柔性微孔半透明聚合物太阳能电池，而且能够在实际应用中满足色彩要求。溶液处理的低成本半透明聚合物太阳能电池(STPSC)被认为是下一代

溶液处理的有机太阳能电池（OSC）由于其质轻、柔性好、色彩丰富且易于制造等优点而备受关注，特别是近年来非富勒烯受体材料（NFA）已成功应用于高性能OSC，在提高电池效率方面取得了巨大成就，功率转换效率（PCE）超过17％。（来源：微信公众号“高分子科学前沿”ID：Polymer-science）然而，溶液处理O

近日，破纪录的塑料聚合物太阳能电池制造成功，开发者是来自加州大学洛杉矶分校(UniversityofCalifornia，LosAngeles)的研究人员。新聚合物电池转换率达到10.6%，高出今年7月创造的8.6%。聚合物太阳能电池柔韧，轻便，未来有可能很便宜，但它们的性能落后于常规电池。作为研究团队的领导——来自加州大

聚合物太阳能电池（PSCs）的转换效率虽然可能永远无法和主流市场上的硅晶、无机太阳能电池相提并论，但一份新发布的论文强调，这类有机电池可在远距离供电方面大放异彩。有机聚合物太阳能电池顾名思义，是利用有机聚合物吸收光线并将其转化为电力，因可大量制备、价格相对低廉、材料无毒、成品柔软可弯

迄今为止，世界上80%以上的能源是通过燃烧石油、天然气和煤产生的。首先，这会导致严重的环境污染；其次，人类在过去不到两百年的时间里已消耗了经过数百万年形成的全球石油资源可开采储量的一半以上。目前，世界各地的科学家的主要目标集中在如何提高太阳能的光电转换效率，却很少有人关注太阳能电池

聚合物太阳能电池一般由氧化铟锡(ITO)透明正极、金属负极和夹在两电极之间由共轭聚合物给体和富勒烯衍生物受体组成的共混活性层所构成，具有结构和制备过程简单、成本低、重量轻、可制备成柔性器件等突出优点，成为近年来国内外研究热点。全聚合物太阳能电池使用n-型聚合物取代富勒烯衍生物作受体，可

聚合物太阳能电池可以利用溶液旋涂、卷对卷和喷墨印刷等低成本制造技术，有望大大降低太阳能电池的制造成本。近年来虽然聚合物太阳能电池的转换效率已经突破10%，但是大部分聚合物都是基于苯并二噻吩构筑单元。为了实现有机太阳能电池效率的进一步突破，人们急需基于新设计策略和新构筑单元的太阳能电

随着世界范围内对新能源的需求，廉价环保的聚合物太阳能电池逐渐受到关注，但是一般的聚合物太阳能电池能量利用率较低。日前，RIKEN中心和京都大学高分子化学系研发了一种在光电转换过程中，可有效减少太阳能光子能量损失的聚合物。来自日本的研究团队探索出了一种新型的将太阳能更加有效地转换为电能

科学家已经证实，碳基光电聚合物所制造的电子数量是加倍的，这有助于让任何一种太阳能电池的效率也加倍提升。这种被称为“单态裂变(singlet fission)”的过程能从单一光子产生“同卵双生(identical twin)”的2个电子，而不是正常的1个，将大幅提升太阳能电池的理论最大输出值。这种过程不会损失能量转成热，多出来电子是透过在现有的太阳能电池上添加聚合物溶液所产生。美国Brookhaven国家实验室研究员MattSfeir表示，要提升太阳能电池效率会遇到的困难之一，是电池所吸收的光能量会有一部分

兆瓦级项目拟制造出有足够盈利能力的聚合物太阳能电池，为了让聚合物太阳能电池与传统的燃煤发电厂相比有足够的竞争性。先进的市场模型和1000平方米的测试设施建在丹麦能源转化和储存部DTU里瑟的校园中，或许可以破除对可再生能源现货价格的诅咒。现货价格是通过提前一天和盘中交易在商业市场上出售的电力价格，旨在让用户买到最便宜的能源，但对于可再生能源，这确是个魔咒。举个例子：当风力和太阳能光伏发电的售价达到0.4丹麦克朗/KWh（0.19美元），加上政府补贴该项发电正好达到收支平衡。但在大风和/或阳光明媚时发电量比较多，可再生能源通常是在接近0.25丹麦克朗/千瓦

近日，瑞典公司Exeger创始人兼首席执行官GiovanniFili表示，将在瑞士ABB的帮助下在瑞典建设新一代染料敏化太阳能电池工厂并推出一种产品，可以无限期延长便携式电子产品电池的寿命。新工厂旨在将Exeger的电池技术商业化，此前日本软银(Softbank)曾在9月向Exeger注资1000万美元。此外，Exeger的投资者还

京都大学物质-细胞综合系统研究所(IntegratedCell-MaterialSciences,iCeMS)的研究者们通过调整和优化结构，提高了目前比较流行的染料敏化太阳能电池*1的太阳能-电能转化效率。该团队在由美国化学会志（JACS）发行的报告中称，通过进行一系列适当的改造和分子设计，他们开创了新的太阳能电池技术，使该

2019年3月5日，日本软银集团（SoftBankGroup）和瑞典光伏电池制造商Exeger宣布达成一项协议，由软银投资1000万美元帮助Exeger公司在全球推广其高效电池技术。Exeger公司专注于开发染料敏化太阳能电池（DyeSensitizedSolarCells,DSCs)，并促使其商业化，该新型光伏电池可应用于建筑、汽车集成光伏、消费

据日经新闻报道，作为鸿海集团的子公司，夏普计划在2018财年（截止到2019年3月31日）推出染料敏化光伏电池（DSSC）。据报道，夏普尚未决定是自行生产还是外包新型产品，该产品可利用室内弱光进行发电。染料敏化光伏电池的发电效率是现有硅光伏电池的两倍，并且可以采用紧凑的设计，使其适用于物联网设

英属哥伦比亚大学和北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员们正在研究利用卤族元素提高染料敏化太阳能电池的性能。几种染料敏化太阳能电池。WikimediaCommons/Ronaldverasaavedracolombia(bogota)ISE研究人员表示，使用卤族元素有可能将染料敏化电池的转换效率提高25%，因为这些元素在此类电池中的存在能

你能想象利用光伏效应就能制造太阳能电池吗？记者今天从中科院上海硅酸盐研究所获悉，这项在1839年法国科学家贝克勒尔提出的异想天开，已经在177年后的中国上海，变成现实。1991年，瑞士格兰泽尔教授将纳米技术引入太阳能电池的制备工艺，为染料敏化太阳能电池的发展带来了革命性的创新，人类由此踏上

台塑将开发新型太阳能电池染料敏化太阳能电池，高雄仁武厂兴建实验工厂已接手工研院技术移转后的研发，台塑规划未来应用面将不走大型发电厂模式，改以居家、3C等创新应用领域，打造蓝海市场，产品明年可上市。台塑表示，关键技术在于染料研发，目前产生的化学反应尚未达到经济规模的转换效率。此外，台

日前，日本国际尖端技术综合研究所开发出了在漆黑环境也能发电的太阳能电池。该电池可借助人眼无法看到的红外光产生电力，点亮耗电量较少的发光二极管（LED）灯。早稻田大学教授逢坂哲弥等人提供了协助。其在电极的表面粘贴水晶颗粒物形成薄膜状的太阳能电池，水晶可吸收肉眼无法看到的红外光，然后传递给染料，进而转换为电能。这种电被称为“染料敏化型”太阳能电池。研究团队正试制7厘米见方的太阳能电池，即使处在人眼感觉黑暗的14勒克斯（勒克斯为显示亮度的单位）环境下，也能点亮小型LED灯。如果周围亮度为200勒克斯，转换效率将达18%以上。该研究所计

近日，台湾工研院、国际半导体设备材料协会(SEMI)、台湾永光化学公司、台湾金顿科技、台湾东华大学、台湾成功大学、台湾明新科技大学、台湾核能研究所共同宣布成功推动新世代太阳能电池产业标淮成为国际正式标淮，此为台湾首次推动的新一代太阳能电池标准在国际舞台发声，也证明台湾在此领域的产业实力。新世代太阳能电池包含染料敏化太阳能电池及有机太阳能电池，具有低成本、可挠性、重量轻、低照度发电、可透视性等优势，未来在消费性电子产品、穿戴式装置及居住建筑等方面有很大的应用空间。此次主导新世代太阳能电池产业国际标淮的通过，有助于台湾厂商切入相关产品之制造、强化竞争优势、

为了更有效降低成本、提高效率、延长寿命，新一代的太阳能发电技术也开始导入有机材料与奈米技术。包括染料光敏化、光化学电池、高分子电池、奈米结晶电池等。染料敏化太阳能电池（DDSC）特色为材料便宜，透过低温的简单制程即可制作，重点是其具备可挠性、多彩性与透光性等优点，可直接融入建筑设计之中，在节能发电的同时，还可为建筑物增加更多创意。染料敏化太阳能电池的半透光特性，非常适合用于办公大楼中的窗材，可同步进行发电、绝热及遮阳等功能。染料敏化太阳能电池是由玻璃或薄膜基板、透明导电膜、TiO2光电极、染料、电解质与溶剂，以及透明导电膜、铂触媒相对电极等结构所组成，