什么是有機薄膜太陽能電池？

有機薄膜太陽能電池為使用有機半導體的p-n接合型太陽能電池。使用n型和p型的有機半導體，利用光照射p-n接合帶隙產(chǎn)生電位差。與利用碘的氧化還原反應現(xiàn)象不同，色素增感型太陽能電池的原理與硅類太陽能電池相似。特點是材料和制造的成本較低，使用塑料底板就能制成柔性太陽能電池等。

有機薄膜太陽能電池使用的有機半導體既有高分子類又有低分子類，制膜方法有蒸鍍法和涂布法。其中，可行性最高的是使用高分子有機半導體的涂布法。硅半導體可以使用蒸鍍法，但成本較高且工藝時間較長。涂布法可采用卷對卷等大量生產(chǎn)方式，有利于降低成本和縮短加工時間。

日本國內(nèi)的研究也非常活躍

瞄準這些優(yōu)點，近年使用涂布型高分子有機半導體的有機薄膜太陽能電池的研發(fā)愈發(fā)活躍。此前，海外是此類研究的中心，而最近2～3年，日本國內(nèi)也進入了研究的鼎盛期。比如，日本的產(chǎn)業(yè)技術綜合研究所已經(jīng)宣布，試制出了使用高分子有機半導體的有機薄膜太陽能電池，能源轉換效率達到3.8％。

另外，三菱化學與“ERATONakamuraFuncTIonalCarbonClusterproject”共同開發(fā)出了用四苯卟啉作p型有機半導體、用富勒烯誘導體作N型半導體的涂布轉換型有機薄膜太陽能電池。四苯卟啉的前驅(qū)體可以溶于溶劑制成墨水，涂布后加熱可轉換成具有半導體特性的結構。通過使用四苯卟啉前驅(qū)體和富勒烯誘導體，制成了不同于低分子蒸鍍和高分子涂布的全球首款涂布轉換型有機薄膜太陽能電池。

提高轉換效率的研究成果不斷涌現(xiàn)

世界各國的研究機構一直在積極致力于提高有機薄膜太陽能電池轉換效率的研究實驗。2007年7月，美國加利福尼亞大學在科學雜志《Science》上發(fā)表了“單元轉換效率全球最高達6.5％”的文章。日本的住友化學也于2009年2月宣布，該公司的有機薄膜太陽能電池的轉換效率達到了6.5％。

東麗在2009年3月舉行的春季應用物理學相關聯(lián)合演講會上發(fā)布了轉換效率達5.5％的研究成果。提高轉換率的關鍵在于，施主材料通過在聚合物骨架中導入提高其與受主（Acceptor）材料之間能隙的結構，實現(xiàn)了約1V的高開放電壓，另外，還導入可形成最佳發(fā)電層結構的取代基，兼顧了短路電流和電壓的高水平。以期2015年前后使轉換效率達到7％。

美國開始量產(chǎn)

目前美國已經(jīng)開始了量產(chǎn)。美國科納卡技術（KonarkaTechnologies）于2008年開始量產(chǎn)使用100μm薄的薄膜底板的有機薄膜太陽能電池模塊“powerplasTIc”。采用卷對卷及噴墨印刷技術制造。該公司不單獨銷售太陽能電池模塊，而是計劃與應用產(chǎn)品捆綁銷售。轉換效率方面，目前的單元轉換效率僅為4～5％，“預計不久的將來將達到7％。目標是幾年之內(nèi)實現(xiàn)10％”。

該公司在2009年2月于日本舉行的“pVEXpO2009第2屆國際太陽能電池展”上展出了用卷對卷制造的多款有機薄膜太陽能電池模塊。并展示了利用柔軟特性貼在公文包上、用作電子紙電源的試制品。