在一項(xiàng)使可商業(yè)化太陽(yáng)能電池更柔韌更便宜的發(fā)展項(xiàng)目中，密歇根大學(xué)（University of Michigan）的研究者們證實(shí)，有機(jī)太陽(yáng)能電池效率能夠達(dá)到15%。
  該效率值與目前市場(chǎng)上多數(shù)太陽(yáng)能電池與光伏電池相近。
  “有機(jī)光伏電池有可能降低太陽(yáng)能系統(tǒng)的總成本，使太陽(yáng)能真正成為可普遍使用的清潔能源�！鳖I(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)工作的教授史蒂芬·福里斯特（Stephen Forrest）說(shuō)道。他曾被評(píng)為“Peter A. Franken”榮譽(yù)杰出工程大學(xué)教授，以及“Paul G. Goebel”榮譽(yù)工程學(xué)教授。
  有機(jī)太陽(yáng)能電池有15%的效率和20年的使用壽命，研究者們預(yù)計(jì)它的發(fā)電成本低于每千瓦時(shí)7美分。相比之下，根據(jù)美國(guó)能源信息管理局（U.S. Energy Information Administration）的資料，2017年美國(guó)發(fā)電的平均成本為每千瓦時(shí)10.5美分。
  有機(jī)太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)中包含了碳，以提供一些優(yōu)于傳統(tǒng)“無(wú)機(jī)”電池的性能。硅基無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池由厚而堅(jiān)硬的板制成，需要固定安裝位點(diǎn)，成本很高。
  然而碳基有機(jī)太陽(yáng)能電池制作成本很廉價(jià)。它足夠薄，能在特定的結(jié)構(gòu)或服裝中彎折和變形，并能制成任何顏色甚至透明，以融入到它所在的環(huán)境中。
  盡管有這些優(yōu)勢(shì)，有機(jī)太陽(yáng)能電池的效率依然較低，無(wú)法與傳統(tǒng)能源相抗衡。
  “最近幾年，有機(jī)光伏電池的效率停滯在11~12%�！睉�(yīng)用物理學(xué)項(xiàng)目的博士在讀生Xiaozhou Che說(shuō)。他是《自然能源》雜志（Nature Energy）上發(fā)表的一項(xiàng)新研究的第一作者。
  為了打破僵局，研究者們?cè)谠O(shè)計(jì)和工藝流程上結(jié)合了多項(xiàng)前沿技術(shù)。
  首先，他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)有著特殊層的系統(tǒng)來(lái)同時(shí)吸收可見(jiàn)光和紅外光。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，他們堆疊了兩個(gè)有機(jī)太陽(yáng)能電池——一個(gè)能夠吸收波長(zhǎng)350納米以上的可見(jiàn)光，另一個(gè)可以吸收波長(zhǎng)最高950納米的近紅外光。
  “它們各自能達(dá)到10-11%的有效率�！� Che說(shuō)，“當(dāng)我們把它們堆在一起，加上抗反射涂層，電池的吸光量增加了，電池效率攀升至15%�！�
  堆疊電池需要在工藝流程上有所突破。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)明了防止第一層電池被破壞的互連層，同時(shí)保證光和電荷依然能夠穿過(guò)它。
  “因?yàn)橛脕?lái)處理頂層電池的液體有可能溶解已經(jīng)放置在下層的電池，所以通常認(rèn)為這個(gè)工藝很有難度。”Che說(shuō)道。
  最終，團(tuán)隊(duì)展示了他們有著超過(guò)95%的高成品率的新設(shè)計(jì)、原料和工藝流程。這意味著研究者們成功地制造了這些設(shè)備，并且?guī)缀鯖](méi)有短路現(xiàn)象。此外，這對(duì)將該產(chǎn)品的制造流程擴(kuò)大到工業(yè)化水平至關(guān)重要。
  盡管已經(jīng)創(chuàng)造了太陽(yáng)能電池效率的記錄，但科研團(tuán)隊(duì)相信他們能夠更進(jìn)一步。
  “我們能通過(guò)提高光吸收率來(lái)增大電流，并通過(guò)減少能量流失來(lái)增大電壓。”Che說(shuō)，“根據(jù)推算，此類復(fù)合結(jié)構(gòu)電池設(shè)備的效率在不久的將來(lái)有望達(dá)到18%。”