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美华裔教授发明塑料太阳能电池
  2018/4/23 9:06:06 5 引用:
关键词:节能材料 太阳能 环保膜 电动汽车
  华声报讯:据美国《世界日报》报道,美国洛杉矶加州大学工程及应用科学学院材料系华裔教授杨阳,带领他的研究助理和研究生,经过5年的研究,发明出高效率的塑料太阳能电池。全美材料研究领域最权威的杂志《自然材料》,10月10日发表了他们的研究成果,肯定他们的研究在世界的领先地位。

提到使用太阳能发电,人们首先想到的是厚重的太阳能发电板以及板面上一排排的硅电池。人们可否想象,这些厚重的太阳能发电板有一天会被柔软到可折叠的塑料高效率太阳能电池替代,可贴在整个屋檐、玻璃窗或车身上?而最重要的是,这些塑料太阳能电池的价格,仅为目前硅片的三分之一到五分之一。

杨阳接受访问时表示,最近以来,美国的原油和汽油价格一直在高价位盘旋,寻找更新的替代能源,再度成为能源材料界的大热门。

杨阳表示,太阳能一直被视为热门的替代能源。但现有的太阳能能源,在推广上受到一定限制。主要问题是,吸收太阳能模板的花费,是传统燃料的3到4倍。虽然在20世纪80年代以来,价格有所下降,但还是不便宜。

价格昂贵的原因,是因为世界上将近90%的太阳能电池,是用精致、高度净化的硅材料做成,这种硅材料,就是用于生产集成电路和计算机芯片的材料。计算机工业对硅材料的高度需求,使可使用的硅大幅减少,导致硅的价格居高不下,使普通消费者无法把太阳能作为可选择的能源使用。

但由杨阳领导的研究小组所研究出来的塑料高效塑料太阳能电池,正好可大幅减低太阳能能源的成本。

杨阳表示,用塑料做太阳能电池的概念,源自一位学生。以前一般的认知,是塑料通过二极管加上电流后会发光。5年前,他的学生反向思考,提出试试看可否把光打在塑料上,让其产生电流。

杨阳非常鼓励学生的自由思考,但在前3年,这项实验并没有成功,主要是材料问题。两年前,市面上推出了一种有半导体特质的塑料,使这项研究获得了很大进展。他们研制出一种由两层传导电极夹着的一层塑料太阳能电池。

杨阳说,他的研究小组目前所研究出来的塑料太阳能电池,可达到4.4%的发电效率,与非晶体的硅电池不相上下。

也就是说,如果打进100个光子,会产生4.4个电子。目前全世界的研究同行使用相同材料,只有百分之一点多的效率。所以他们的研究成果大幅领先。

不过,杨阳表示,他们会继续努力,使塑料太阳能电池可达到双晶体14%左右的发电效率,甚至单晶体18左右的效率,寿命长达15至20年。

杨阳共领导6个材料研究小组,都在进行颇具实用价值的电子材料研究。这个塑料太阳能高效率电池研究小组的成员,包括杨阳指导的博士后研究生李钢和研究生Vishal Shrotriya。杨阳表示,这一研究进入市场成为商业化,还需3到5年,但他的研究小组会努力协助厂商把研究成果商业化。

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