使用有機半導體材料的太陽能電池有機薄膜太陽能電池的技術開發(fā)正在加速進行。這種電池是最近幾年轉換效率提高最快的太陽能電池之一。目前，德國Heliatek公司與三菱化學均實現(xiàn)了約12%的轉換效率，形成了開發(fā)競爭中的第一陣營。

其中，三菱化學計劃最早于2013年內實現(xiàn)有機薄膜太陽能電池的實用化。使用該公司的半透明柔性有機薄膜太陽能電池板的實證試驗將于2014年三月之前在仙臺市科學館等地啟動。假如采用三菱化學的有機薄膜太陽能電池，估計大面積電池板的轉換效率最初為5～7%，但重量卻比原來的太陽能電池輕很多，價格可能也會隨著將來不斷量產而大幅下降。假如重量輕而且價格便宜，就能安裝在此前無法放置或粘貼的地方，也許這會掀起太陽能電池用途大幅多樣化的太陽能電池泛在化潮流。家居用品店可能也會將這種太陽能電池作為替代遮陽簾的產品來銷售。

只需涂布的太陽能電池越來越具有現(xiàn)實味道

開發(fā)有機薄膜太陽能電池的公司不僅僅只有以上兩家公司。筆者在采訪中發(fā)現(xiàn)，有幾家日本公司已經開發(fā)出了轉換效率為10～11%的有機薄膜太陽能電池，對兩家先行公司緊追不舍，形成了第二陣營。東麗就是其中一家，該公司最近宣布，利用高分子聚合物制成了轉換效率達到10.6%的有機薄膜太陽能電池（參閱本站報道）。

Heliatek與三菱化學的有機薄膜太陽能電池采用低分子材料，制造時要采用真空工藝；或者是采用涂布工藝，但也要加熱到一定溫度。而東麗的太陽能電池可采用幾乎無需加熱的非加熱涂布法制造，目前，采用這種非加熱涂布法制成的太陽能電池已經達到了10%左右的轉換效率。假如能夠采用只要涂布的工藝來量產轉換效率為10%的太陽能電池，為社會帶來的沖擊也許會超過現(xiàn)在的百萬瓦級太陽能電站。

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效率特性快速提高

從全球來看，開發(fā)這種高分子類太陽能電池的公司及研究機構接連出現(xiàn)，形成了第三陣營。這些公司的太陽能電池轉換效率為8～9%，但在決定太陽能電池轉換效率的重要參數(shù)填充因子（FF）方面，不少公司的產品已經達到了0.8左右的高值（英文資料、英文論文）。雖然0.8以上的FF已在高效率結晶硅型太陽能電池及GaAs類化合物太陽能電池上實現(xiàn)，但此前的有機薄膜太陽能電池的FF值達到0.6左右就已經是比較高的了。比如，東麗的轉換效率為10.6%的太陽能電池的FF為0.641。

從最近的研究成果來看，好像也有有機材料的選擇和FF沒有必然的依賴關系、而是通過改進元件構造來實現(xiàn)高FF值的例子。假如東麗的太陽能電池在維持短路電流及開放電壓值不變的情況下FF值能達到0.8，那么其轉換效率就會達到13.2%，這一數(shù)值已接近部分結晶硅型太陽能電池。這樣看來，有機薄膜太陽能電池還有很大的發(fā)展余地。