什么是有机薄膜太阳能电池？

什么是有机薄膜太阳能电池？

有机薄膜太阳能电池为使用有机半导体的p-n接合型太阳能电池。使用n型和p型的有机半导体，利用光照射p-n接合带隙产生电位差。与利用碘的氧化还原反应现象不同，色素增感型太阳能电池的原理与硅类太阳能电池相似。特点是材料和制造的成本较低，使用塑料底板就能制成柔性太阳能电池等。

有机薄膜太阳能电池使用的有机半导体既有高分子类又有低分子类，制膜方法有蒸镀法和涂布法。其中，可行性最高的是使用高分子有机半导体的涂布法。硅半导体可以使用蒸镀法，但成本较高且工艺时间较长。涂布法可采用卷对卷等大量生产方式，有利于降低成本和缩短加工时间。

日本国内的研究也非常活跃

瞄准这些优点，近年使用涂布型高分子有机半导体的有机薄膜太阳能电池的研发愈发活跃。此前，海外是此类研究的中心，而最近2～3年，日本国内也进入了研究的鼎盛期。比如，日本的产业技术综合研究所已经宣布，试制出了使用高分子有机半导体的有机薄膜太阳能电池，能源转换效率达到3.8％。

另外，三菱化学与“ERATONakamuraFuncTIonalCarbonClusterproject”共同开发出了用四苯卟啉作p型有机半导体、用富勒烯诱导体作N型半导体的涂布转换型有机薄膜太阳能电池。四苯卟啉的前驱体可以溶于溶剂制成墨水，涂布后加热可转换成具有半导体特性的结构。通过使用四苯卟啉前驱体和富勒烯诱导体，制成了不同于低分子蒸镀和高分子涂布的全球首款涂布转换型有机薄膜太阳能电池。

提高转换效率的研究成果不断涌现

世界各国的研究机构一直在积极致力于提高有机薄膜太阳能电池转换效率的研究实验。2007年7月，美国加利福尼亚大学在科学杂志《Science》上发表了“单元转换效率全球最高达6.5％”的文章。日本的住友化学也于2009年2月宣布，该公司的有机薄膜太阳能电池的转换效率达到了6.5％。

东丽在2009年3月举行的春季应用物理学相关联合演讲会上发布了转换效率达5.5％的研究成果。提高转换率的关键在于，施主材料通过在聚合物骨架中导入提高其与受主（Acceptor）材料之间能隙的结构，实现了约1V的高开放电压，另外，还导入可形成最佳发电层结构的取代基，兼顾了短路电流和电压的高水平。以期2015年前后使转换效率达到7％。

美国开始量产

目前美国已经开始了量产。美国科纳卡技术（KonarkaTechnologies）于2008年开始量产使用100μm薄的薄膜底板的有机薄膜太阳能电池模块“powerplasTIc”。采用卷对卷及喷墨印刷技术制造。该公司不单独销售太阳能电池模块，而是计划与应用产品捆绑销售。转换效率方面，目前的单元转换效率仅为4～5％，“预计不久的将来将达到7％。目标是几年之内实现10％”。

该公司在2009年2月于日本举行的“pVEXpO2009第2届国际太阳能电池展”上展出了用卷对卷制造的多款有机薄膜太阳能电池模块。并展示了利用柔软特性贴在公文包上、用作电子纸电源的试制品。