有机聚合物太阳能电池的独特属性有望开启小众市场机遇
责任编辑:马琪 作者:陈兆毓译 2018/2/26 11:38:21 浏览:3289 产品

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有机太阳能电池在光伏产业中拥有大好前景,但其商业化道路依然漫长。


虽然有机聚合物太阳能电池(PSCs)过去十年累积了很高人气,但较无机太阳能电池原材料昂贵、使用寿命短、电力转化效率低等问题使其裹足不前。不过,重量轻、透明、柔韧和卷装生产的特点意味着这种电池有望在小众市场发现机遇。


虽然这个新型电池技术不可能取代传统无机太阳能电池,但一篇名为《聚合物太阳能电池:P3HT:PCBM及其它》的科研文章指出:回顾领域内的最新发展和剩余挑战,PSCs有很多额外应用途径。


这篇文章发表在《可再生与可持续能源期刊》上,其中一名来自俄亥俄州立大学的作者Paul Berger说道:“由于PSCs的基本材料是塑料,因此柔韧性极佳,可以放入背包、外套,甚至冲咖啡用的奶精等任何能派的上用场的东西里。这是一种颠覆性的商业模式。”


PSCs通过有机聚合物吸收阳光并转化成电力,可以绕开高压传输线路而为接入点设备供电,从而节省了毒性电池。


例如,PSCs可以仅仅利用商店吊灯就能为食品包装上的新鲜度传感器供电。此外,他们还能使商店摆脱库存限制,与“智能厨房”相连以减少食品浪费并自动更新商品列表。


聚合物能够被溶剂分解,采用便宜的卷装生产方式印刷在可弯曲电池背面,柔韧性使其很受欢迎。


Berger解释道:“这种电池印制方法与印刷报纸别无两样,只不过印上去的不是颜色,而是四或五层太阳能电池、二极管、晶体管所需的不同聚合物。”


长长的太阳能电池卷还可以进行其它创新应用,如包装车辆、覆盖建筑立面和窗户。但根据Berger,氧化铟锡和富勒烯是两种昂贵而又被证明难以取代的原材料,他们可能将限制PSC技术的近期发展。


使用寿命是PSC技术的另一大问题——当聚合物和活性金属阴极暴露在水和氧气中时会发生氧化。虽然可以把PSCs封住从而免于迅速退化,但这种做法对玻璃效果很好,而在柔性表面却不大奏效。


实验室中PSC的发电效率约为13%,远低于商业太阳能电池板的20%。2002年出现了以P3HT:PCBM为聚合物的PSC电池,效率仅为3.5%左右。不过,近期化学、几何学的进步,以及叠层太阳能电池的发展使PSC电池效率大幅提高成为可能。


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