6、三菱化学开发成功转换效率达到11.0%的有机薄膜太阳能电池
三菱化学在日本第61届高分子学会年度大会及该公司的Web网站上表示,该公司开发的有机薄膜太阳能电池的转换效率达到了11.0%。虽然这是尺寸只有数mm见方的小型单元的测量值,但却超过了德国Heliatek公司2012年4月公布的10.7%的数值,是目前有机薄膜太阳能电池中全球最高的转换效率。
在试验工厂采用R2R方式制造的有机薄膜太阳能电池
三菱化学还宣布,在该公司建于日本冈山县的水岛工厂,采用卷对卷(R2R)方式生产有机薄膜太阳能电池的试验工厂已开工。在此次高分子学会上三菱化学还公开了该试验工厂制造的宽度接近20cm的卷状有机薄膜太阳能电池。
7、有机薄膜太阳能电池效率达到10.7%,Heliatek采用串联构造
德国太阳能电池厂商Heliatek开发出了转换效率为10.7%的有机薄膜太阳能电池,这一转换效率达到了当前全球最高水平。Heliatek曾于2012年4月27日发布了该太阳能电池,此次又在日本山形大学有机电子研究中心2012年5月11日于东京主办的国际研讨会上,Heliatek的共同研发员德国德累斯顿工业大学教授、IAPP所长Karl Leo就该电池的详细情况发表了演讲。
有机薄膜太阳能电池采用了被称为低聚体的低分子有机半导体材料,元件采用串联构造。据介绍,如果制作非串联构造的单接合型元件,转换效率为7%。此次测定使用的单元面积为1.1cm2,测定结果获得了德国检查机构SGS Institut Fresenius的认证。
普通的硅类太阳能电池在低照度和高温情况下转换效率会下降。而此次的太阳能电池在低照度下转换效率反而会提高,在80℃的高温下转换效率也基本不会降低。
另外,Heliatek曾于2011年12月发布了德国Fraunhofer ISE Cat Lab对电池单元的测量值。当时的转换效率为9.75±0.3%,形状因子(FF)为68.27±0.68,开路电压(VOC)为1.6930±0.0085V,短路电流为9.08±0.23mA。此次SGS认证的测量值是改善单元特性后的最新结果。
2015年有望实现超过15%的转换效率
有机薄膜太阳能电池的转换效率与无机类相比仍然较低。不过,最近3年左右其转换效率的增长率在太阳能电池的诸多技术中则为最大。比如,2009年的转换效率最高为6%出头,而最近,三菱化学和美国加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)开发出了转换效率超过10%的有机薄膜太阳能电池。
在此次研讨会上,UCLA教授、山形大学合作教授Yang Yang也发表了演讲,他指出:“约1年前有机薄膜太阳能电池的转换效率为8%出头,而现在已经达到约11%。2015年之前有望达到15%”。
8、有机薄膜太阳能电池转换效率达到10.6%,采用住友化学的长波长吸收材料
美国加利福尼亚大学洛杉矶分校(University of California, Los Angeles,以下简称UCLA)教授杨阳(音译)制造的有机薄膜太阳能电池的转换效率达到了10.6%。该消息是为杨阳提供了部分材料的住友化学公布的。而且这一转换率已得到美国国家可再生能源实验室(The National Renewable Energy Laboratory,以下简称NREL)的正式认定。NREL是知名的太阳能电池研究所,也是太阳能电池性能的评价及认证机构。
有机薄膜太阳能电池可实现轻量、薄型及柔性化,作为新一代太阳能电池备受期待。由于可利用印刷法连续制造大面积单元,因此与目前主流的硅类太阳能电池相比,有望降低制造成本。
此次,杨阳教授制造的是串联单元构造的太阳能电池。串联单元构造通过组合吸收波长范围各异的两种光电转换层,可大范围利用太阳光能源,因此与单一单元构造相比,可获得更高的转换效率。不过,吸收波长各异的材料组合及中间层材料不同,性能也会大不相同。此次的10.6%的转换效率是通过组合UCLA的短波长吸收材料、将电损耗降至最小的中间层材料,以及住友化学的高效率长波长吸收材料实现的。
住友化学正在利用原用于显示器及照明用途的高分子有机EL技术推进有机薄膜太阳能电池的开发,全力实现业务化。该公司今后将通过与UCLA的共同研究等,加速开发材料性能,以尽快使有机薄膜太阳能电池的转换效率达到实用水平。最初的应用目标是手机和笔记本电脑等产品的充电器,以及与室内墙壁和透明窗玻璃一体化的产品等,将来计划进一步提高转换效率和耐久性,以设置在普通家庭的房顶或用于工业发电。