英國劍橋大學(xué)（UniversityofCambridge）卡文迪許實(shí)驗(yàn)室（CavendishLaboratory）的研究人員們最近開發(fā)出一種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)硅晶太陽能電池上的有機(jī)配方，期望能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)難以企及的近100%能效目標(biāo)。
高能量的可見光被一種特殊有機(jī)涂料吸收，其所產(chǎn)生的配對三重線態(tài)則由無機(jī)太陽能電池有效吸收。
當(dāng)今的硅晶太陽能電池在理論上可達(dá)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?qū)W金得主MaximTabachnyk、研究員AkshayRao以及卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的其他研究人員們希望能開發(fā)出一種有機(jī)薄膜電池，能夠?qū)⒗速M(fèi)的能量有規(guī)率地轉(zhuǎn)換為電力的形式。
透過卡文迪許實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的混合PV電池途徑，可望明顯減少如此巨大的太陽能采集場。
“傳統(tǒng)的硅晶太陽能電池基本上就使得能量轉(zhuǎn)換效率受到限制，因?yàn)樗盏哪芰恐杏性S多都是高能量光源，由于過熱而浪費(fèi)掉了，”Tabachnyk表示，“我們于是在傳統(tǒng)的硅晶太陽能電池上涂覆有機(jī)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)換成硅。”
透過利用超短雷射脈沖轉(zhuǎn)化為有機(jī)并五笨，研究人員們采用雷射光譜在有機(jī)/無機(jī)界面表征超快速過程，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(shí)了在熱產(chǎn)生時浪費(fèi)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(jī)太陽能電池可轉(zhuǎn)化成兩個電子的概念。
卡文迪什實(shí)驗(yàn)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(tuán)隊(duì)接下的計(jì)劃是希望能找到一種新的有機(jī)材料，以期能完美地因應(yīng)傳統(tǒng)硅晶太陽能電池需要。
“我們的目標(biāo)是先開發(fā)出這種比傳統(tǒng)硅晶元件更高效率的混合型太陽能電池原型，”他說，“然后再進(jìn)一步最佳化這項(xiàng)設(shè)計(jì)，以提高其轉(zhuǎn)換效率以及符合業(yè)界需求，例如易于處理以及更加長效等。同時，我們也正致力于將這種新發(fā)現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)換過程用于其他技術(shù)上。”
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