中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在作為新一代太陽能電池備受關(guān)注的“有機(jī)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(duì)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(jìn)行了模擬計(jì)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(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、納米技術(shù)·材料·制造等多領(lǐng)域研究人員組成有機(jī)太陽能電池極限效率研討會(huì)，開展有機(jī)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(jì)算出的約21％的極限值高出目前所能實(shí)現(xiàn)的10～12％實(shí)際效率許多，表明今后通過選擇及改進(jìn)材料并優(yōu)化結(jié)構(gòu)，還有望使轉(zhuǎn)換效率進(jìn)一步提高。
目前主流的晶體硅太陽能電池等無機(jī)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(jī)太陽能電池與有機(jī)太陽能電池在吸收光后產(chǎn)生電力的機(jī)理方面的不同納入考慮因素，計(jì)算出了有機(jī)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(jī)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(huì)雜志《Applied Physics Letters》的在線版上公開。
電荷分離時(shí)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(jī)太陽能電池的理論極限值，藍(lán)線表示有機(jī)太陽能電池的新的理論極限值
有機(jī)太陽能電池?fù)碛杏袡C(jī)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(jī)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(dá)到了與非晶硅太陽能電池相當(dāng)?shù)乃?。因此，業(yè)界對(duì)有機(jī)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(jī)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(shí)際效率已接近這一數(shù)值，無機(jī)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(jī)太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率也在急速提高，已達(dá)到需要依據(jù)“能提高至何種程度”的指南來推進(jìn)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)。
