太阳能电池的材料革命：有机薄膜太阳能电池

太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。

70年代以来，鉴于常规能源供给的有限和环保压力的新增，世界上许多国家掀起了开放利用太阳能和可再生能源的热潮。根据材料不同，太阳能电池可分为：硅太阳能电池，多元合物薄膜太阳能电池，聚合物多层修饰电极型太阳能电池，纳米晶太阳能电池，有机太阳能电池。

目前商业市场主流趋势使用多晶硅，非晶硅薄膜太阳能电池，也有碲化镉多晶薄膜电池和铜铟镓硒薄膜电池。尽管都符合工业化生产条件，但工业规模生产的转化效率仅为10%-15%。然而，目前有机薄膜太阳能电池的转化率最高已经达到12%。传统太阳能电池中晶硅成本高;非晶硅薄膜太阳能电池受制于材料引发的光电效率衰退效应，稳定性低;碲化镉多晶薄膜电池中镉有剧毒，会对环境造成严重污染;铜铟镓硒薄膜电池(CIGS)中铟和硒都是比较稀有的元素，因此，这些种类电池的发展必然受限制。

然而，相比传统太阳能电池，有机太阳能电池有四大优势：一是生产成本最低廉，原材料获得最容易，使用最环保，量产后发电成本将与火电接近，具备强大的价格竞争力。另外，生产有机薄膜电池的生产工艺是印刷和涂布，就像是印刷报纸那样。这样极大的节省了生产成本，也加快了生产周期;二是最轻，最薄，电池厚度仅为多晶硅太阳能电池硅片厚度的五百分之一，而且可以卷曲，因此可以安装在建筑物的任意位置上，不像晶体硅太阳能电池那样要考虑建筑物的承重能力。

这样运用范围就广，可运用于玻璃幕墙，节能家居以及便携式产品;三是通过调整分子结构，可以改变材料的吸光范围，从而改变太阳能电池的颜色，颜色甚至是多彩多样，富含全光谱系列，从近紫外到近红外，是与光伏建筑一体化最吻合的电池组件;四是有机薄膜太阳能电池的透明化，及真正的透明电池。电池的吸收在近红外区域，可以实现类似于玻璃的透光程度，并实现光电转换。目前，透明电池的光电转换率在7.3%。因此，有机太阳能电池必将成为未来光伏产业的最重要产品。