美“双层巴士”太阳能电池再创能量转换纪录

在开发可再生能源的过程中，利用太阳能发电的光伏电池是许多研究人员的重点，其中最受欢迎的是寻找光电转换率高的材料或结构。如今，具有导电能力和增加光吸收和转换的有机聚合物在光伏电池中的应用使人们看到了巨大的潜力。研究人员认为，有机聚合物材料由于其低成本和高产量，有望使光伏电池变得便宜和轻便。

光电转换效率从8.62%提高到10.6%。

在过去的几年里，人们为提高光电转换率做了大量细致而艰巨的研究工作，包括开发新材料、改善光伏电池结构和开发新的加工技术。

在众多研究中，加州大学洛杉矶分校亨利·萨莫里工程与应用科学学院和加州纳米系统研究所的成就引人注目。研究人员通过在光伏电池中引入新的串联结构，极大地提高了聚合物太阳能电池的性能。2011年7月，研究人员的光伏电池光电转换率被证实为8.62%，创造了世界上最好的水平。

在将日本住友化学公司提供的新型红外吸收聚合物材料应用于光伏电池后，研究人员最近宣布，他们将串联光伏电池的光电转换率提高到10.6%，这得到了美国能源部国家可再生能源实验室的认可，并成为新的世界纪录。研究人员确信，他们开发的串联结构具有广泛的应用价值。

在加州大学的研究人员取得突破之前，串联光伏电池的性能总是低于单层光伏电池，主要是因为人们没有找到合适的聚合物材料。加州大学洛杉矶分校的工程研究人员向人们展示了高效单层串联聚合物光伏电池。该大学材料科学与工程教授杨扬用双层巴士生动地解释了光伏电池的新结构。他说，一辆普通公交车可以容纳相当多的乘客。如果增加一层，那么在同一空间内可以承载更多的乘客，这就是串联聚合物光伏电池实现高效率的原因。

串联结构可以吸收更多光谱的阳光。

据介绍，串联结构由两个具有不同吸收带的电池组成，其独特之处在于它具有专门设计用于形成串联结构的低频带隙共轭聚合物材料，而带隙决定了聚合物吸收的太阳光谱的能带。由于具有不同光谱吸收带的双电池结构，串联光伏电池提供了一种获取更宽光谱太阳辐射的有效方法。然而，简单地组合两个电池并不能自然地提高效率。研究人员表示，为了有效地获得光能，串联光伏电池中使用的光电转换材料必须匹配。

在实际研究中，为了更有效地利用太阳辐射，杨洋领导的研究团队将几个具有互补光谱吸收的光敏层组合在一起，形成了一个串联聚合物光伏电池。它们的串联结构包括一个具有较高光谱带宽的前电池和一个具有较低光谱带宽的后电池，两个电池通过一个特殊的夹层连接。

与单层光伏电池相比，串联光伏电池在利用太阳能方面更有效，尤其是可以最大限度地减少其他能源的损失。通过使用更多的太阳能吸收层（每层吸收不同的频带），串联光伏电池可以保持电流并增加电压。研究人员表示，这些因素提高了光伏电池的效率。

加州大学洛杉矶分校的工程研究员李刚，他说：“与研究单接触光伏电池的结构相比，我们研究串联光伏电池的时间要少得多。这样的成果可以在短时间内提高光伏电池的效率，这充分向人们展示了串联光伏电池技术的巨大潜力。”

杨扬说，与传统的光伏电池生产相比，新系列光伏电池只需增加一种非常低成本的湿法涂层工艺就可以制造出来。他贝尔……

ves表示，由于添加的技术与现有的生产设备兼容，该技术可以在不久的将来商业化。

一些专家认为，课题组的工作为聚合物化学家设计串联聚合物光伏电池的新材料提供了新的方向。同时，该研究成果也代表着聚合物光伏电池商业化的重要进展。杨扬和其他人希望在未来几年内将光电转换率提高到15%。

研究团队的工作得到了国家科学基金会、空军科研室、海军研究室和能源部的支持，国家可再生能源实验室参与了研究。住友化学研究集团负责人表示，阳光的光谱非常广泛，包括可见光和不可见的红外线和紫外线。该公司很高兴看到住友化学的低带宽聚合物为研究人员创造了光电转换效率的新世界纪录做出了贡献。

（编辑/董海荣）在开发可再生能源的过程中，利用太阳能发电的光伏电池是许多研究人员的重点，其中最受欢迎的是寻找光电转换率高的材料或结构。如今，具有导电能力和增加光吸收和转换的有机聚合物在光伏电池中的应用使人们看到了巨大的潜力。研究人员认为，有机聚合物材料由于其低成本和高产量，有望使光伏电池变得便宜和轻便。

光电转换效率从8.62%提高到10.6%。

在过去的几年里，人们为提高光电转换率做了大量细致而艰巨的研究工作，包括开发新材料、改善光伏电池结构和开发新的加工技术。

在众多研究中，加州大学洛杉矶分校亨利·萨莫里工程与应用科学学院和加州纳米系统研究所的成就引人注目。研究人员通过在光伏电池中引入新的串联结构，极大地提高了聚合物太阳能电池的性能。2011年7月，研究人员的光伏电池光电转换率被证实为8.62%，创造了世界上最好的水平。

在将日本住友化学公司提供的新型红外吸收聚合物材料应用于光伏电池后，研究人员最近宣布，他们将串联光伏电池的光电转换率提高到10.6%，这得到了美国能源部国家可再生能源实验室的认可，并成为新的世界纪录。研究人员确信，他们开发的串联结构具有广泛的应用价值。

在加州大学的研究人员取得突破之前，串联光伏电池的性能总是低于单层光伏电池，主要是因为人们没有找到合适的聚合物材料。加州大学洛杉矶分校的工程研究人员向人们展示了高效单层串联聚合物光伏电池。该大学材料科学与工程教授杨扬用双层巴士生动地解释了光伏电池的新结构。他说，一辆普通公交车可以容纳相当多的乘客。如果增加一层，那么在同一空间内可以承载更多的乘客，这就是串联聚合物光伏电池实现高效率的原因。

串联结构可以吸收更多光谱的阳光。

据介绍，串联结构由两个具有不同吸收带的电池组成，其独特之处在于它具有专门设计用于形成串联结构的低频带隙共轭聚合物材料，而带隙决定了聚合物吸收的太阳光谱的能带。由于具有不同光谱吸收带的双电池结构，串联光伏电池提供了一种获取更宽光谱太阳辐射的有效方法。然而，简单地组合两个电池并不能自然地提高效率。研究人员表示，为了有效地获得光能，串联光伏电池中使用的光电转换材料必须匹配。

在实际研究中，为了更有效地利用太阳辐射，杨洋领导的研究团队将几个具有互补光谱吸收的光敏层组合在一起，形成了一个串联聚合物光伏电池。它们的串联结构包括一个带hi……

er光谱带宽和具有较低光谱带宽的后电池，并且这两个电池通过特殊的夹层连接。

与单层光伏电池相比，串联光伏电池在利用太阳能方面更有效，尤其是可以最大限度地减少其他能源的损失。通过使用更多的太阳能吸收层（每层吸收不同的频带），串联光伏电池可以保持电流并增加电压。研究人员表示，这些因素提高了光伏电池的效率。

加州大学洛杉矶分校的工程研究员李刚，他说：“与研究单接触光伏电池的结构相比，我们研究串联光伏电池的时间要少得多。这样的成果可以在短时间内提高光伏电池的效率，这充分向人们展示了串联光伏电池技术的巨大潜力。”

杨扬说，与传统的光伏电池生产相比，新系列光伏电池只需增加一种非常低成本的湿法涂层工艺就可以制造出来。他认为，这项技术可以在不久的将来商业化，因为增加的技术与现有的生产设备兼容。

一些专家认为，课题组的工作为聚合物化学家设计串联聚合物光伏电池的新材料提供了新的方向。同时，该研究成果也代表着聚合物光伏电池商业化的重要进展。杨扬和其他人希望在未来几年内将光电转换率提高到15%。

研究团队的工作得到了国家科学基金会、空军科研室、海军研究室和能源部的支持，国家可再生能源实验室参与了研究。住友化学研究集团负责人表示，阳光的光谱非常广泛，包括可见光和不可见的红外线和紫外线。该公司很高兴看到住友化学的低带宽聚合物为研究人员创造了光电转换效率的新世界纪录做出了贡献。

（编辑/董海荣）

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