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ㆍ 标题 通过有机太阳电池,展望太阳光发电的未来
ㆍ 点击数 1094 ㆍ 日期 2016-07-27 11:33:59
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      太阳能作为新时代绿色能源而备受瞩目。过去我国主要使用小规模太阳光发电,现在大规模的发电所也占据了位置。太阳光发电的装置‘太阳电池’,将光能量转换成电能量起了重要的作用。崔孝成教授(化学系)是研究对于过去使用的硅胶太阳电池的缺点,完善和提高‘有机太阳电池’的效率。

完善硅胶太阳电池缺点的有机太阳电池

      现在成为商业化的太阳电池大部分是用硅胶等无机物半导体制作的。但是,硅胶太阳电池有数十微米的厚度,它这种厚度属于比较厚的。由于这个不太容易弯曲,易被折断,还有价格贵的缺点。为了完善硅胶太阳电池的这些缺点,开发了有机太阳电池。有机太阳电池的厚度只有数百纳米,比硅胶太阳电池薄很多。而且很容易被弯曲,价格也比硅胶太阳电池价格便宜很多。

      但是有机太阳电池也存在盲点。价格虽然便宜,但是不能充分地提供电力效率。为了提高电力的效率,应该开发可以吸收很多太阳光,并且可以转换成电力的材料。“硅胶太阳电池的电力效率只有超过25%,才会得到比设置费用更高的收益。但是有机太阳电池比硅胶太阳电池价格便宜,即使只有15%的电力效率,也会具有价格竞争力。”到目前为止,有机太阳电池的世界最高效率是11%。磪效誠教授为了提高有机太阳电池的效率,正在对其进行研究。 

2个高分子的使用是研究的核心

      有机太阳电池的一个高分子和富勒烯的诱导体混合在一起,制作成了‘光活性层’。它是太阳电池的两个电极之间吸收光的部分。崔教授使用的是与普通太阳电池不同的两个高分子。“着眼于一个高分子所具有的缺点,可以由另一个高分子完善它的缺点。所以试图把两个高分子结合起来。”普通情况下,两个高分子结合的话,会出现各自优点消失的问题。但是这次研究不仅发现了,两个高分子相互进行机能的完善,而且发现了最佳效果的结合比率。这次结果,制作出了可以达到10.2%效率的太阳电池。

      崔教授使用的是‘PTB7-Th’和‘PDBT-T1’的高分子。两个高分子是如何相互作用完善的呢?光的波长可以分为紫外线,可见光线和红外线。太阳光含有紫外线5%,可见光线50%,以及红外线55%,因此提高了光的吸收率。为了提高太阳电池的效率,一定要增加红外线的吸收量。PTB7-Th的情况,主要是吸收近红外线部分的太阳光。PDBT-T1相对来说是吸收更多的紫外线和可见光线,完善了PTB7-Th的特性。这就是两个高分子有协同效应的原因。崔教授说道:“一般达到9~10%的效率的话,被叫做高效率元件。如果可以达到10.2%程度的效率的话,可以说是达到了很高的效率。”



对未来负责的绿色能源

      崔教授以后有对下一代能量元件开发,减少二氧化碳技术开发,第二次电池开发等研究的计划。“开发下一代能量源,可以保护环境是研究的最大原因。而且不久,化石燃料会枯竭,必须要开发替代燃料。”因为只通过太阳光发电,是不能代替所有能源的。崔教授今后也有完善太阳光发电和开发绿色环境能量源的梦想。



최연재 记者   cyj0914@hanyang.ac.kr
최민주 摄影   lovelymin12@hanyang.ac.kr

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