能效提升的混合太陽能電池

    鋰電世界  傳統(tǒng)的矽晶太陽能電池基本上就使得能量轉(zhuǎn)換效率受到限制，因為所吸收的能量中有許多都是高能量光源，由于過熱而浪費掉了，英國劍橋大學(xué)(University of Cambridge)卡文迪許實驗室(Cavendish Laboratory)的研究人員們最近開發(fā)出新的混合型太陽能電池，據(jù)稱可使能效提升95%或更高。英國的研究人員們目前正致力于研究這種可層疊于標(biāo)準(zhǔn)矽晶太陽能電池上的有機配方，期望能進一步實現(xiàn)難以企及的近100%能效目標(biāo)。

    當(dāng)今的矽晶太陽能電池在理論上可達到33.7%的最大轉(zhuǎn)換效率；入射光的其余部分則被升溫的電池耗盡。蓋茨劍橋?學(xué)金得主Maxim Tabachnyk、研究員Akshay Rao以及卡文迪許實驗室的其他研究人員們希望能開發(fā)出一種有機薄膜電池，能夠?qū)⒗速M的能量有規(guī)率地轉(zhuǎn)換為電力的形式。透過卡文迪許實驗室開發(fā)的混合PV電池途徑，可望明顯減少巨大的太陽能采集場。

    “傳統(tǒng)的矽晶太陽能電池基本上就使得能量轉(zhuǎn)換效率受到限制，因為所吸收的能量中有許多都是高能量光源，由于過熱而浪費掉了，”Tabachnyk表示，“我們于是在傳統(tǒng)的矽晶太陽能電池上涂覆有機涂層，希望能將高能量的輸入光子分散成兩個三重線態(tài)激子，并使其電子轉(zhuǎn)換成矽。”

    透過利用超短雷射脈沖轉(zhuǎn)化為有機并五笨，研究人員們采用雷射光譜在有機/無機介面表征超快速過程，然后依循在1飛秒之內(nèi)發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換，顯現(xiàn)出每個高能量光子的確存在兩個電子的結(jié)果，而非一般的每光子一個電子。這證實了在熱產(chǎn)生時浪費的最高能量光子也可以用于轉(zhuǎn)化為兩個激子配對，而使非有機太陽能電池可轉(zhuǎn)化成兩個電子的概念。

    卡文迪什實驗室目前也致力于開發(fā)除了太陽能電池以外的其他應(yīng)用。不過，Tabachnyk的研究團隊接下的計劃是希望能找到一種新的有機材料，以期能完美地因應(yīng)傳統(tǒng)矽晶太陽能電池需要。