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太阳能电池迎来商业化“黎明前夕”

弘兴快讯网2024-03-29 09:32:58【时尚】7人已围观

简介   中评社北京1月20日电/“唯有解决高效利用太阳能的科学问题,才是人类永续发展之路。”在南开大学化学学院陈永胜教授的带领下,团队始终用“向太阳要能源”的科研使命来完成项目研究。在20 三尺神祸

  中评社北京1月20日电/“唯有解决高效利用太阳能的黎明前夕科学问题,才是太阳人类永续发展之路。”在南开大学化学学院陈永胜教授的池迎三尺神祸带领下,团队始终用“向太阳要能源”的商业科研使命来完成项目研究。在2018年度国家科学技术奖励大会上,黎明前夕他们的太阳“面向能源转化与存储的有机和碳纳米材料研究”项目荣获了国家自然科学奖二等奖。请听他们的池迎故事。  太阳能可以说是商业“取之不尽用之不竭”的“无限”清洁能源。近年来,黎明前夕成本低、太阳三尺神祸效率高、池迎柔性强、商业环境友好的黎明前夕新型有机太阳能电池更是成为世界各国新能源研究竞争最为激烈的领域之一。  在南开大学校园内,太阳化学学院陈永胜教授带领着一群人,池迎十几年致力于碳纳米材料、有机功能材料及其在能源转化与存储等方面的研究,他们开发的有机太阳能电池器件光电转化效率多次刷新世界纪录。  太阳能电池迎来商业化“黎明前夕”  长期以来,人们大多以晶硅等无机原料为基础制备太阳能电池,目前已商业化应用的也多是这一类。但是,硬币都有两面。这种电池即使解决了不少问题,却也存在生产工艺复杂、成本高、能耗大、污染严重等弊端。能否找到一种更先进的替代品?世界各国科学家都孜孜以求、渴望有所突破。  “如果能利用地球上最丰富的元素——碳及其材料作为基本原料,实现高效低成本的绿色能源技术,对于解决目前人类面临的重大能源问题意义重大。”陈永胜介绍,起步于20世纪70年代的有机电子学及有机(高分子)功能材料研究,为实现上述目标提供了重大机遇。  与以晶硅为代表的无机半导体材料相比,有机半导体具有成本低、材料结构多样性、可柔性印刷制备等诸多优点。同时,基于有机高分子材料作为光敏活性层的有机太阳能电池,也因此具有无机太阳能电池技术所不具备的许多优良特性。除作为正常的发电装置外,在其他领域,比如节能建筑一体化、可穿戴设备等方面同样有巨大的应用潜力,引起了学术界和工业界的极大兴趣。  据了解,有机太阳能领域最初里程碑式的发展,属于原美国柯达公司的邓青云博士于1986年报告的双层结构染料光伏器件,光电转换效率约为1%。在此基础上,经过多年努力,各国科学家在有机太阳能电池活性层的设计合成、器件优化工艺及器件机理等多方面作了大量探索。  “特别是近年来,有机太阳能电池研究获得了突飞猛进的发展,光电转化效率不断刷新。目前,科学界普遍认为有机太阳能电池已经到了商业化的‘黎明前夕’。”陈永胜说,开发具有独立自主知识产权的有机太阳能电池材料和技术,为我国赢得先机,一直是该领域中国科学家的努力方向。  瞄准瓶颈求突破的勇毅最可贵  2018年夏天,努力终于有了收获。陈永胜团队设计和制备的具有高效、宽光谱吸收特性的叠层有机太阳能电池材料和器件,实现了17.3%的光电转化效率,再次刷新世界纪录。这一成果让有机太阳能电池向产业化迈进了一大步。  2007年,他们开始相关研究的时候,整个领域都处于低谷,光电转化效率只有5%左右,最重要的碳纳米材料石墨烯的研究国内当时甚至还是空白。从5%到17.3%,成就这个跨越故事的,是那份“向太阳要能源”的坚定和那份瞄准瓶颈求突破的勇毅。
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