密歇根大學的研究人員在使更靈活，更便宜的太陽能電池商業(yè)化發(fā)展方面取得了進步，該技術已經證明有機太陽能電池可以達到15%的效率。

該效率水平目前在市場上許多太陽能電池板或光伏電池的范圍內。

彼得·A·弗蘭肯杰出大學工程學教授，保羅·G·戈貝爾工程學教授斯蒂芬·福雷斯特(Stephen Forrest)說：“有機光伏可以潛在地降低太陽能系統(tǒng)的總成本，使太陽能成為真正普及的清潔能源。”領導了工作。

研究人員估計，在效率為15%且使用壽命為20年的情況下，有機太陽能電池能夠以每千瓦時不到7美分的成本發(fā)電。相比之下，根據能源信息署的數(shù)據，2017年的平均電力成本為每千瓦時10.5美分。

有機太陽能電池將碳結合到其結構中，以提供優(yōu)于常規(guī)“無機”電池的多項優(yōu)勢。硅基無機太陽能電池板的制造成本高昂，由厚，剛性的板材組成，需要固定的安裝點。

但是，基于碳的有機太陽能電池可以廉價地制成卷，該卷足夠薄，可以在結構周圍或衣物內彎曲和彎曲，并且可以使任何顏色(甚至透明)都可以混入其環(huán)境中。

盡管有這些優(yōu)點，有機太陽能電池仍缺乏與常規(guī)能源競爭所需的效率。

“在過去的幾年中，有機光伏的效率一直停留在11%到12%左右，”應用物理計劃的博士候選人，《自然能源》雜志上發(fā)表的一項新研究的第一作者車曉洲說。

為了使它們脫離常規(guī)，研究人員結合了設計和工藝方面的多項進步。

首先，他們設計了一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)結合了專門的層以吸收可見光和紅外光。本質上，它們堆疊了兩個有機太陽能電池-一個能夠吸收波長從350納米開始的可見光譜的光，另一個能夠吸收波長高達950納米的近紅外光。

切說：“單靠電池，它們就能達到10%至11%的效率。” “當我們將它們堆疊在一起時，我們增加了抗反射涂層，從而增加了光吸收，效率提高了15%。”

堆疊電池需要工藝上的突破。該團隊開發(fā)了互連層，以防止損壞第一個電池，并且仍然允許光和電荷通過。

切說：“這被認為是一個困難的過程，因為用于處理頂部電池的液體有可能溶解已經沉積在下面的層。”

最后，該團隊證明了他們的新設計，材料和工藝具有高達95%以上的高制造良率。這意味著研究人員成功地創(chuàng)建了幾乎所有沒有短路的設備，并且對于將制造規(guī)模擴大到工業(yè)水平至關重要。

盡管創(chuàng)造了創(chuàng)紀錄的效率，該團隊相信他們可以進一步推動自己的進步。

切說：“我們可以改善光吸收以增加電流，并最小化能量損失以增加電壓。” “基于計算，這種多結器件的效率有望在不久的將來達到18%。”

這項研究“將真空和溶液處理的子電池以15%的效率結合在一起的高制造良率有機串聯(lián)光伏”在2018年4月23日的《自然能源》雜志上發(fā)表。