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[交流]
【資源】有機太陽能電池的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化 已有6人參與
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英特爾展示有機太陽能電池技術(shù) -------------------------------------------------------------------------------- 英特爾在2009年6月18日舉行的介紹其研發(fā)部門成果的展示會Research@Intel Day 2009”上，展出了有機太陽能電池技術(shù)。雖然解說員表示，“該技術(shù)尚處于科學(xué)概念的研究階段”，但進(jìn)行公開展示還是首次。這種有機太陽能電池技術(shù)是英特爾與美國華盛頓大學(xué)（University of Washington）的共同研究成果。 英特爾強調(diào)，在實驗室實施的實驗結(jié)果表明，2mm2面積有機太陽能電池的效率可達(dá)到6％，但此次展出的太陽能電池的效率只有1.8％～2％。此次展出的有機太陽能電池采用玻璃底板，目前該公司還在開發(fā)采用柔性底板的技術(shù)。 更多有關(guān)有機太陽能的信息：http://www.21-tech.com/Oscs/Main.asp [ Last edited by ecind on 2011-1-24 at 14:17 ] |
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三菱化學(xué)負(fù)責(zé)人：進(jìn)軍有機太陽能電池領(lǐng)域，2010年發(fā)布轉(zhuǎn)換效率7％的試制品 -------------------------------------------------------------------------------- 三菱化學(xué)開始采取行動擴(kuò)大太陽能電池業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)擴(kuò)大的關(guān)鍵在于進(jìn)軍有機太陽能電池領(lǐng)域。該公司2008年成立的“PROJECT-PV”主管星島時太郎，就公司戰(zhàn)略接受了記者采訪。 ――三菱化學(xué)計劃將太陽能電池相關(guān)的銷售額擴(kuò)大到什么程度？ 星島：現(xiàn)在，太陽能電池原料和部材銷售額約為20億日元。除擴(kuò)大原料和部材銷售外，我們還將組合集團(tuán)公司的原料、部材和技術(shù)，開發(fā)新產(chǎn)品，以使2010年銷售額達(dá)到100億日元。并進(jìn)一步通過涉足有機太陽能電池，爭取在未來使銷售額達(dá)到1000億日元。 ――請介紹一下量產(chǎn)有機太陽能電池開發(fā)日程？ 星島：我們將于2010年左右發(fā)布有機太陽能電池試制品。并盡可能使轉(zhuǎn)換效率達(dá)到7％。為了證明卷對卷制造的可行性，把長度目標(biāo)訂為3m左右。通過發(fā)展這些技術(shù)，在2015年之前為量產(chǎn)做好準(zhǔn)備。在量產(chǎn)時，通過采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)等方式，把轉(zhuǎn)換效率提高到15％，之后，將通過采用納米材料等，進(jìn)一步爭取實現(xiàn)轉(zhuǎn)換效率超過20％的目標(biāo)。 ――在各種太陽能電池中，為什么選擇了有機太陽能電池？ 星島：之所以選擇有機太陽能電池，是因為其具有“輕、薄、可彎曲”的特性，而且能夠通過卷對卷方式低價大量生產(chǎn)。我們擁有薄膜業(yè)務(wù)，利用在其中積累的制造經(jīng)驗，比較有取得成功的把握。 更多有關(guān)有機太陽能的信息：http://www.21-tech.com/Oscs/Main.asp |
2樓2011-01-24 14:16:24
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大日本印刷利用印刷技術(shù)試制成功有機太陽能電池 -------------------------------------------------------------------------------- 大日本印刷在2004年3月29日～4月1日于日本?玉大學(xué)召開的“第52屆應(yīng)用物理學(xué)會聯(lián)合演講會”上，發(fā)表了利用印刷技術(shù)試制的有機太陽能電池。以100mW/cm2的功率密度向該有機電池照射氙燈光線時，能量轉(zhuǎn)換效率為3.4%。發(fā)電部分的面積為0.04cm2。產(chǎn)生的電流密度為12mA/cm2，輸出電壓為0.58V。 在玻璃底板上由ITO（氧化銦錫）透明電極、PEDOT(亞乙基二氧硫代酚)空穴傳輸層、光電轉(zhuǎn)換層、電子傳輸層及銅電極構(gòu)成的有機太陽能電池構(gòu)造中，利用一種名為刮板的夾具對PEDOT及光電轉(zhuǎn)換層等使用的有機材料進(jìn)行了噴涂。此次是在玻璃底板上試制有機太陽能電池構(gòu)造的，不過該公司表示在塑料底板上也可形成相同構(gòu)造的太陽能電池。 為了增加轉(zhuǎn)換效率，提高了空穴傳輸層所用PEDOT的導(dǎo)電率、對構(gòu)造層表面進(jìn)行了平坦化處理。通過改進(jìn)PEDOT，轉(zhuǎn)換效率大約提高了3.4倍。不過，在涉及PEDOT采用的技術(shù)詳情時，該公司表示“目前還不便透露”（大日本印刷解說員）。 在提高轉(zhuǎn)換效率的方法上，大日本印刷還介紹了一種層疊兩層光電轉(zhuǎn)換層的方法。該公司雖未公布層疊光電轉(zhuǎn)換層的詳細(xì)情況，不過據(jù)推測層疊的是能夠吸收不同波長的有機材料。通過層疊兩層光電轉(zhuǎn)換層，在未采用前面所提到的PEDOT改進(jìn)方法的情況下，同樣將轉(zhuǎn)換效率提高了大約20%。 在所形成的下層光電轉(zhuǎn)換層之上層疊另一光電轉(zhuǎn)換層時，想辦法使得下層光電轉(zhuǎn)換層不會因上層光電轉(zhuǎn)換層的溶媒產(chǎn)生劣化。具體來說，就是事先將下層光電轉(zhuǎn)換層固化，使其不能與涂布上層光電轉(zhuǎn)換層時所使用的溶媒相溶合。該公司表示，將開發(fā)采用了改進(jìn)PEDOT與雙層光電轉(zhuǎn)換層的有機太陽能電池。 |
3樓2011-01-24 14:17:01
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Konarka有機薄膜太陽能電池“還具有耐久性” -------------------------------------------------------------------------------- 美國Konarka科技公布了該公司預(yù)定于2008年量產(chǎn)的有機薄膜太陽能電池“Power Plastic”的部分耐久性試驗結(jié)果。Power Plastic的特點在于能夠利用卷對卷印刷技術(shù)進(jìn)行大量生產(chǎn)。而另一方面，由于其他的太陽能電池廠商對其耐久性表示質(zhì)疑。因此，此次發(fā)布也可以看作是為了消除這種疑慮。 美國Konarka公布的是荷蘭能源技術(shù)研究所――Energy research Centre of the Netherlands（ECN）的評價結(jié)果。此次試驗依照了IEEE/IEC制定的耐久性試驗方法。 實驗內(nèi)容包括：（1）氣溫65℃下的保管以及發(fā)電測試；（2）在氣溫65℃、濕度85％環(huán)境下利用人工波譜進(jìn)行的太陽能光發(fā)電實驗。結(jié)果如下：在（1）的測試中，經(jīng)過1000小時后，8成以上樣品保持了80％以上的發(fā)電性能；在（2）的試驗中，經(jīng)過500小時后，有8成以上樣品保持了80％以上的發(fā)電性能�！八刑柲茈姵啬K的封裝均采用1天透過0.1g/m2水分的市售廉價薄膜”（該公司）。 Konarka總裁兼首席執(zhí)行官Rick Hess自信地表示：“（Konarka在其所在地）美國波士頓的屋頂上安裝了基本相同的太陽能電池，1年后其性能幾乎沒有下降。多數(shù)看法認(rèn)為有機太陽能電池的封裝必須使用玻璃或非常昂貴的薄膜，與此相反，我們利用市售廉價材料制造出的柔性太陽能電池模塊卻具有如此之高的耐久性，是了不起的成果”。 |
4樓2011-01-24 14:18:17
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美國西北大學(xué)開發(fā)出將有機薄膜太陽能電池效率提高至5.6％的新方法 -------------------------------------------------------------------------------- 美國芝加哥近郊的西北大學(xué)（Northwestern University）研究小組宣布，在不改變有機薄膜太陽能電池半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)的前提下，僅對正極進(jìn)行涂布處理，便將單元轉(zhuǎn)換效率由原來的3～4％提高到了5.2～5.6％。美國國家科學(xué)院院刊（Proceedings of the National Academy of Sciences）的網(wǎng)絡(luò)版刊登了該論文。有機薄膜太陽能電池領(lǐng)域，2007年7月曾有報告說實現(xiàn)了6.5％的單元轉(zhuǎn)換效率。此次的方法可用來進(jìn)一步提高現(xiàn)有的成果。 有機薄膜太陽能電池的用途是，通過與有機EL具有相同構(gòu)造的有機半導(dǎo)體實現(xiàn)太陽能發(fā)電。美國西北大學(xué)此前曾開發(fā)出從正極到負(fù)極采用ITO/P3HT  CBM F/Al結(jié)構(gòu)的太陽能電池。PCBM為n型富勒烯（C612）衍生物，P3HT為p型有機半導(dǎo)體。 美國西北大學(xué)此次采用PLD（脈沖激光沉積法）法，在正極上涂布了厚度僅數(shù)nm～數(shù)十nm的氧化鎳（NiO）。其后，通過旋轉(zhuǎn)涂布法層疊了P3HT等半導(dǎo)體層。氧化鎳層有望發(fā)揮空穴輸送和電子攔截的作用，也就是半導(dǎo)體層在光照下產(chǎn)生的電子和空穴中，把空穴高效輸送至正極，同時攔截電子，減少導(dǎo)致能量散失的再結(jié)合。 通過研究厚度在5～77nm間的氧化鎳層，發(fā)現(xiàn)在5～10nm厚時效果最佳，使原來3～4％的單元轉(zhuǎn)換效率提高到了5.2～5.6％。另外，開放電壓也提高了4成。 后將在進(jìn)一步改善空穴輸送層的同時，致力于開發(fā)采用卷對卷印刷方法的柔性底板太陽能電池的量產(chǎn)技術(shù)。 更多有關(guān)有機太陽能的信息：http://www.21-tech.com/Oscs/Main.asp |
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大阪大學(xué)將有機太陽能電池效率提高至5.3％ -------------------------------------------------------------------------------- 大阪大學(xué)和大阪市立研究所在正在召開的第55屆應(yīng)用物理學(xué)聯(lián)合演講會（2008年3月27～30日，日本大學(xué)理工學(xué)院船橋校區(qū)）上宣布，成功開發(fā)出了單元轉(zhuǎn)換效率高達(dá)5.3％的有機固體太陽能電池（演講編號：27p-C-8）。這一轉(zhuǎn)換效率是通過采用純度極高的C60結(jié)晶實現(xiàn)的。在p-i-n結(jié)構(gòu)的有機固體太陽能電池（或有機薄膜太陽能電池）中，5.3％的單元轉(zhuǎn)換效率在日本為最高值，在全球范圍內(nèi)也為高水平，接近2008年2月美國西北大學(xué)（Northwestern University）發(fā)布的5.2～5.6％（參閱本站報道）。 此次開發(fā)的有機固體太陽能電池的結(jié)構(gòu)為ITO（透明電極）/H2Pc/i層/C60/NTCDA/Ag（電極）。H2Pc為酞菁（Phthalocyanine），NTCDA為萘四甲酸酐（Naphthalene Tetracarboxylic Dianhydride）。i層是同時蒸鍍p型半導(dǎo)體H2Pc和n型半導(dǎo)體C60而形成的層，從而使得p型和n型半導(dǎo)體形成了復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)稱為“Bulk Hetero結(jié)構(gòu)”。最近許多有機固體太陽能電池也采用了這一結(jié)構(gòu)。 大阪大學(xué)此次著力改進(jìn)之處是：將半導(dǎo)體層的材料，尤其是C60的純度提高到了7N，即99.99999％以上；將i層增厚至960nm。僅通過這兩點便將單元效率由原來的2.5％提高到了5.3％的全球最高水平。 更多有關(guān)有機太陽能的信息：http://www.21-tech.com/Oscs/Main.asp |
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東麗p型有機薄膜太陽能電池 實現(xiàn)5.5%的轉(zhuǎn)換效率 -------------------------------------------------------------------------------- 東麗開發(fā)出了可在有機薄膜太陽能電池上實現(xiàn)5.5％轉(zhuǎn)換效率的p型（供體）有機半導(dǎo)體材料。此次p型有機半導(dǎo)體材料的亮點在于，通過在分子設(shè)計及合成方面下工夫，實現(xiàn)了2個目標(biāo)。一是通過擴(kuò)大與n型（受體）有機半導(dǎo)體材料之間的能級（空間電位）差，實現(xiàn)了約1V的較高開路電壓。二是通過涂覆與n型半導(dǎo)體材料的分散混合液形成pn結(jié)時，能夠擴(kuò)大單位體積中pn結(jié)界面的表面積。 之所以擴(kuò)大p型及n型材料的能級差，是為了得到較高的開路電壓。此次的p型有機半導(dǎo)體材料是在已有的噻吩（Thiophene）類材料上通過重組分子結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的。 在有機薄膜太陽能電池中，通過光吸收形成的激子（電子與空穴成對存在的分子激發(fā)狀態(tài)）在pn結(jié)的界面上擴(kuò)散，由于pn結(jié)界面的能級不同，使得電子與空穴發(fā)生分離。在一般狀態(tài)下，激子不會分離出電子及空穴。形成p型及n型材料的異種分子間能級差異越大，則越容易分離。 之所以擴(kuò)大單位體積的pn結(jié)界面的表面積，是為了縮短激子的擴(kuò)散距離。pn結(jié)的界面增大，通過光照射在p型有機半導(dǎo)體中激發(fā)的激子，能夠立即到達(dá)n型半導(dǎo)體材料。 此次的p型有機半導(dǎo)體材料通過增加附屬置換基，同時實現(xiàn)了較高的結(jié)晶性能、以及與n型有機半導(dǎo)體材料的溶解性。由此更為理想地實現(xiàn)了通過n型及p型有機半導(dǎo)體材料的混合、擴(kuò)大pn結(jié)表面積的“本體異質(zhì)（Bulk Heterojunction）”結(jié)構(gòu)。 東麗采用此次的n型半導(dǎo)體材料試制成功的有機薄膜太陽能電池（圖4）的數(shù)據(jù)如下。在采用模擬陽光的測定中，元件面積為0.25cm2時，轉(zhuǎn)換效率為5.52％，短路電流為9.72mA/cm2，開路電壓為0.99V，曲線因數(shù)為0.574。元件面積為0.04cm2時，轉(zhuǎn)換效率為6.0％，短路電流為10.58mA/cm2，開路電壓為0.99V，曲線因數(shù)為0.573。而在采用白色光的測定中，元件面積為0.25cm2時，轉(zhuǎn)換效率為10.8％，短路電流為22.16mA/cm2，開路電壓為1.02V，曲線因數(shù)為0.477。 與此相比，作為由國際性評估機構(gòu)測定的有機薄膜型太陽能電池的特性，美國Konarka Technologies發(fā)布的轉(zhuǎn)換效率5.15％是迄今為止的全球最高的效率值。不過，Konarka的數(shù)據(jù)是在元件面積大得多的1cm2條件下的測定值。如果東麗要強調(diào)已經(jīng)超過該數(shù)值，就有必要公布在相同面積下測定的數(shù)據(jù)。 |
7樓2011-01-24 14:21:15
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德國有機薄膜太陽能電池轉(zhuǎn)換效率亦達(dá)6％ -------------------------------------------------------------------------------- 德國Heliatek GmbH宣布，其有機薄膜太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了6.07％。測量值已由德國Fraunfofer ISE認(rèn)證。此前已有幾家公司宣布有機薄膜太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率超過6％，而此次有機薄膜太陽能電池以單元開口部面積稍大，為2cm2為特征。 該太陽能電池采用基于低分子材料的串聯(lián)結(jié)構(gòu)。是在德國德累斯頓工業(yè)大學(xué)（Technical University of Dresden）的Institute of Applied Photo Physics（IAPP）的協(xié)助下開發(fā)的。Heliatek的目標(biāo)是今后幾年內(nèi)使轉(zhuǎn)換效率達(dá)到10％。 該公司將在2009年9月21～25日于德國漢堡舉辦的太陽能電池技術(shù)國際會議“24th EU PVSEC（European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition）”上介紹此技術(shù)的詳細(xì)內(nèi)容。 更多有關(guān)有機太陽能的信息：http://www.21-tech.com/Oscs/Main.asp |
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韓國將有機薄膜太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率提高至6.1％ -------------------------------------------------------------------------------- 韓國光州科學(xué)技術(shù)學(xué)院（GIST）的研究人員宣布，將單結(jié)有機薄膜太陽能電池的單元轉(zhuǎn)換效率提高到了6.1％。相關(guān)論文刊登在4月26日的學(xué)術(shù)雜志《Nature Photonics》上。該轉(zhuǎn)換效率還獲得了太陽能電池驗證機關(guān)之一的美國國家可再生能源實驗室（National Renewable Energy Laboratory，NREL）的認(rèn)證。 該太陽能電池由GIST的Kwang-hee Lee和加利福尼亞大學(xué)圣芭芭拉分校（UCSB）Alan J.Heeger領(lǐng)導(dǎo)的研究小組共同開發(fā)而成。該小組于2007年制出了級聯(lián)式有機薄膜太陽能電池，轉(zhuǎn)換效率為6.5％。 此次的開發(fā)品并不是級聯(lián)式而是單結(jié)太陽能電池。在半導(dǎo)體層上形成了采用PCDTBT及PC70BM的Bulk Hetero結(jié)構(gòu)層。其特點是，開放電壓較大。尤其是波長425～575nm的綠色光時，內(nèi)部量子效率高達(dá)90％。 具體的測量值如下，轉(zhuǎn)換效率為6.1％，開放電壓（Voc）為0.88V，短路電流密度（Jsc）為10.6mA/cm2，形狀因子（FF）為0.66。以上是在AM（空氣質(zhì)量）為1.5G，光線入射強度為100mW/cm2的條件下測量的結(jié)果。 更多有關(guān)有機太陽能的信息：http://www.21-tech.com/Oscs/Main.asp |
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Konarka量產(chǎn)有機薄膜太陽能電池 -------------------------------------------------------------------------------- 10/22/2008，美國Konarka科技(www.konarka.com.)宣布，已建成了量產(chǎn)該公司有機薄膜太陽能電池“Power Plastic”的工廠。不久將開始啟動多條生產(chǎn)線。采用卷對卷（roll-to-roll：RtoR）印刷技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，并號稱是世界最大類似工廠。此次，Konarka利用了建于波士頓以南約80km的美國馬薩諸塞州新貝德福德的美國寶利來公司（Polaroid）的工廠用地，并接受了寶利來轉(zhuǎn)讓的生產(chǎn)經(jīng)驗及技術(shù)團(tuán)隊。該工廠按面積計算今后可年產(chǎn)1000萬m2以上、按發(fā)電規(guī)模計算年產(chǎn)1GW以上的太陽能電池”（Konarka）。Konarka沒有公開該工廠生產(chǎn)的太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，但估計是約10％左右的產(chǎn)品。 |
10樓2011-01-24 14:22:30
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