東芝試制出了有機薄膜太陽能電池,5cm見方子模塊的能源轉換效率達到了7.7%。該成果在日本“2012年 秋季 第73屆應用物理學會學術演講會”上公布。在測量方法等已經標準化的OPV模塊的轉換效率排名中,此前住友化學的5.2%為全球最高,而此次東芝的試制品大幅超過了住友化學的模塊。在連0.1個百分點都要競爭的太陽能電池技術的世界中,2.5個百分點換算成按輸出功率計算相當于提高了約5成,可以說令人震驚。東芝試制品的單元轉換效率也達到了9.2%,直逼目前公布的全球最高值——三菱化學的10.0%。
東芝制造的OPV的特點是,在薄膜形成上采用了名為“彎液面(Meniscus)*印刷法”的自主涂布技術(圖1)。東芝研發中心首席技術官細矢雅弘介紹說,“借用了公司有機EL開發上的技術”。
*彎液面:=將液體倒入燒杯等容器中時,因液體的表面張力以及與容器接觸的阻力的影響,液體表面液面呈凹型或和凸型的現象。
另一個特點是,轉換效率提高得非常快(圖2)。細矢介紹道:“應用物理學會的演講草稿中介紹子模塊的轉換效率為6.2%,而到正式發布時僅過了3個月左右,到正式發布時,就提高到了7.7%。”(細矢)。這主要得益于用自主開發的p型有機半導體材料使光吸收帶實現了長波長化,以及將n型材料的富勒烯衍生物的高純度化等。東芝已開始制作20cm見方的子模塊,據稱可獲得與5cm見方模塊基本相同的轉換效率。
細矢還說:“在耐久性試驗中,該電池獲得了與薄膜硅太陽能電池基本相同的結果。我們希望能計劃盡快制作出效率為10%的30cm見方模塊并實現實用化。”(細矢)。(記者:野澤 哲生,《日經電子》)
東芝制造的OPV的特點是,在薄膜形成上采用了名為“彎液面(Meniscus)*印刷法”的自主涂布技術(圖1)。東芝研發中心首席技術官細矢雅弘介紹說,“借用了公司有機EL開發上的技術”。
*彎液面:=將液體倒入燒杯等容器中時,因液體的表面張力以及與容器接觸的阻力的影響,液體表面液面呈凹型或和凸型的現象。
另一個特點是,轉換效率提高得非常快(圖2)。細矢介紹道:“應用物理學會的演講草稿中介紹子模塊的轉換效率為6.2%,而到正式發布時僅過了3個月左右,到正式發布時,就提高到了7.7%。”(細矢)。這主要得益于用自主開發的p型有機半導體材料使光吸收帶實現了長波長化,以及將n型材料的富勒烯衍生物的高純度化等。東芝已開始制作20cm見方的子模塊,據稱可獲得與5cm見方模塊基本相同的轉換效率。
圖1:利用自主開發的無版印刷法,省去了均勻膜和激光刻劃而實現 東芝自主開發的“彎液面印刷法”的概要。利用基于表面張力的溶液聚集(彎液面)涂布墨水。特點是無需薄膜的高均勻性以及用來切削出溝槽的刻劃工序。(圖:東芝) |
圖2:不到兩年的時間東芝制作的OPV模塊的能量轉換模塊效率就躍居世界頂級水平 有機薄膜太陽能電池的轉換效率走勢。世界的數據是在學術雜志《Progress in Photovoltaics》的“Solar cell efficiency tables”上刊登的值。東芝的數據包括該公司自主測量的值。(圖根據東芝的資料制作) |
細矢還說:“在耐久性試驗中,該電池獲得了與薄膜硅太陽能電池基本相同的結果。我們希望能計劃盡快制作出效率為10%的30cm見方模塊并實現實用化。”(細矢)。(記者:野澤 哲生,《日經電子》)