混合型太阳能电池或将实现95%转换效率

英国剑桥大学(University of Cambridge)卡文迪许实验室(Cavendish Laboratory)的研究人员们最近开发出一种新的混合型太阳能电池，据称可使能效提升95%或更高。英国的研究人员们目前正致力于研究这种可层叠于标准矽晶太阳能电池上的有机配方，期望能进一步实现难以企及的近100%能效目标。

 

高能量的可见光被一种特殊有机涂料吸收，其所产生的配对三重线态则由无机太阳能电池有效吸收。

(来源：Maxim Tabachnyk，卡文迪许实验室)

当今的矽晶太阳能电池在理论上可达到33.7%的最大转换效率;入射光的其余部分则被升温的电池耗尽。盖茨剑桥?学金得主Maxim Tabachnyk、研究员Akshay Rao以及卡文迪许实验室的其他研究人员们希望能开发出一种有机薄膜电池，能够将浪费的能量有规率地转换为电力的形式。

 

“传统的矽晶太阳能电池基本上就使得能量转换效率受到限制，因为所吸收的能量中有许多都是高能量光源，由于过热而浪费掉了，”Tabachnyk表示，“我们于是在传统的矽晶太阳能电池上涂覆有机涂层，希望能将高能量的输入光子分散成两个三重线态激子，并使其电子转换成矽。”

透过利用超短雷射脉冲转化为有机并五笨，研究人员们采用雷射光谱在有机/无机介面表征超快速过程，然后依循在1飞秒之内发生的能量转换，显现出每个高能量光子的确存在两个电子的结果，而非一般的每光子一个电子。这证实了在热产生时浪费的最高能量光子也可以用于转化为两个激子配对，而使非有机太阳能电池可转化成两个电子的概念。

卡文迪什实验室目前也致力于开发除了太阳能电池以外的其他应用。不过，Tabachnyk的研究团队接下的计划是希望能找到一种新的有机材料，以期能完美地因应传统矽晶太阳能电池需要。

“我们的目标是先开发出这种比传统矽晶元件更高效率的混合型太阳能电池原型，”他说，“然后再进一步最佳化这项设计，以提高其转换效率以及符合业界需求，例如易于处理以及更加长效等。同时，我们也正致力于将这种新发现的能量转换过程用于其他技术上。”