【中玻網(wǎng)】日本理化學(xué)研究所（理研）5月26日宣布，農業(yè)生產(chǎn)體系薄膜太陽(yáng)能電池的轉換效率達到了10％。

　　這是日本科學(xué)技術(shù)振興機構（JST）戰略性創(chuàng )造研究推進(jìn)事業(yè)的一個(gè)項目，是與北陸先端科學(xué)技術(shù)研究生院大學(xué)和高亮度光科學(xué)研究中心共同研究的成果。

　　農業(yè)生產(chǎn)體系半導體薄膜太陽(yáng)能電池因是在塑料和金屬薄基板上，涂布半導體聚合物（高分子）形成的，不但柔軟、輕量、可彎曲，還有容易降低制造成本、對尺寸的制約少等優(yōu)點(diǎn)。
　　
　　而目前百萬(wàn)光伏電站等廣泛使用的結晶硅型太陽(yáng)能電池，采用的是在玻璃基板上粘貼薄型結晶硅半導體的構造，存在硬而且重、設置場(chǎng)所受限以及尺寸缺乏靈活性等課題。
　　
　　不過(guò)，農業(yè)生產(chǎn)體系薄膜太陽(yáng)能電池的能源轉換效率只有結晶硅型太陽(yáng)能電池的一半左右，是阻礙實(shí)用化的課題。目前的轉換效率目標值為10％，此次理研等的研究小組實(shí)現了這一數值。
　　
　　為了使農業(yè)生產(chǎn)體系薄膜太陽(yáng)能電池的轉換效率實(shí)現10％，對半導體聚合物及形成的發(fā)電層和元件的構造作了改進(jìn)。
　　
　　加厚了由輸送正電荷（空穴）的半導體聚合物與輸送負電荷（電子）的富勒烯衍生物混合形成的發(fā)電層。厚度由原來(lái)的約150nm增至2倍的300nm（n：1nm＝1/10億m），使電流密度加大，由此轉換效率由原來(lái)的約6％提高至8.5％。
　　
　　并且，通過(guò)采用元件陽(yáng)較和陰較對換配置的“逆構造元件”，將轉換效率提高到了10％。
　　
　　太陽(yáng)能電池若發(fā)電層的厚度增加，光的吸收量會(huì )增加，電荷的生成量也隨之增加。不過(guò)，半導體聚合物與硅等相比，空穴遷移率較低，因此空穴在到達電較之前就會(huì )與電子重新結合，很難形成電流，所以轉換效率較低。
　　
　　所以，此次采用了結晶性高空穴遷移率也高，即使加厚發(fā)電層，空穴也能到達電較的半導體聚合物，使問(wèn)題得以改善。
　　
　　用大型同步輻射設施“SPring-8”分析此次的農業(yè)生產(chǎn)體系薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)電層的構造時(shí)發(fā)現，在元件的上部電較和下部電較附近，半導體聚合物的分子配向不同，電荷的易流動(dòng)性在元件上下方向也不同。
　　
　　另外，此次的元件為了使由光吸收產(chǎn)生的電荷容易流動(dòng)，配置了陽(yáng)較和陰較，也為轉換效率的提高做出了貢獻。
　　
　　今后，為實(shí)現實(shí)用化的目標值——15％的轉換效率，將研究開(kāi)發(fā)材料和元件的構造。