在作為新一代太陽能電池備受關(guān)注的“有機太陽能電池”方面，日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所(產(chǎn)綜研)對這種電池將陽光轉(zhuǎn)換成電力的能力——“光電轉(zhuǎn)換效率”(以下簡稱轉(zhuǎn)換效率)的理論極限進行了模擬計算，得出氣數(shù)值約為21%。日本正以產(chǎn)綜研太陽能發(fā)電工學(xué)研究中心為核心，匯集環(huán)境·能源、測量·計量標準、納米技術(shù)·材料·制造等多領(lǐng)域研究人員組成有機太陽能電池極限效率研討會，開展有機太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的理論極限方面的研究。此次在理論上計算出的約21%的極限值高出目前所能實現(xiàn)的10～12%實際效率許多，表明今后通過選擇及改進材料并優(yōu)化結(jié)構(gòu)，還有望使轉(zhuǎn)換效率進一步提高。

目前主流的晶體硅太陽能電池等無機太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率理論極限已獲知。此次便是以此為基礎(chǔ)，并將無機太陽能電池與有機太陽能電池在吸收光后產(chǎn)生電力的機理方面的不同納入考慮因素，計算出了有機太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率理論極限值。該成果有望成為有機太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率“能夠提高到何種程度”的研發(fā)指南。上述成果將于近期在應(yīng)用物理學(xué)會雜志《Applied Physics Letters》的在線版上公開。

電荷分離時存在0.4 eV能量損失的情況下，光電轉(zhuǎn)換效率的理論極限值與太陽能電池可吸收的光能的最小值(光吸收端能量)之間的關(guān)系。紅線表示無機太陽能電池的理論極限值，藍線表示有機太陽能電池的新的理論極限值

有機太陽能電池擁有有機材料所特有的薄輕軟柔特性，可安裝在以往的晶體硅太陽能電池板難以設(shè)置的場所，作為新一代太陽能電池備受期待。不過，與晶體硅太陽能電池相比，有機太陽能電池在提高轉(zhuǎn)換效率及耐久性方面還存在技術(shù)課題。但近年來其轉(zhuǎn)換效率快速提高，有研究稱已超過10%，達到了與非晶硅太陽能電池相當?shù)乃?。因此，業(yè)界對有機太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率“能夠提高至何種程度”頗為關(guān)注。

在無機半導(dǎo)體太陽能電池方面，Shockley和Queisser于1961年宣布其轉(zhuǎn)換效率的理論極限值約為30%，近年的實際效率已接近這一數(shù)值，無機太陽能電池的研發(fā)最近正朝著通過采用多結(jié)型及集光型等Shockley-Queisser理論中未曾考慮的構(gòu)造來提高效率的方向發(fā)展。而另一方面，有機太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率也在急速提高，已達到需要依據(jù)“能提高至何種程度”的指南來推進的水平，因此業(yè)界希望獲得類似Shockley-Queisser理論那樣的極限效率數(shù)據(jù)。

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