據(jù)物理學家組織網(wǎng)五月二十九日報道，美國萊斯大學的化學工程師拉斐爾·維爾杜茲寇和賓夕法尼亞州立大學的化學工程師安立奎·戈麥斯領(lǐng)導的研究團隊，研制出了一款基于嵌段共聚物（能自我組裝的有機材料可以自主形成不同的層）的太陽能電池，盡管新電池的光電轉(zhuǎn)化效率僅為3%，但仍然高于其他用聚合物作為活性材料的電池。研究人員表示，這種新形式的電池有望開啟太陽能設(shè)備研究的新領(lǐng)域。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期的《納米快報》雜志上。

維爾杜茲寇表示，盡管目前商用的硅基太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率達到了20%。目前實驗室得到的最高轉(zhuǎn)化率為25%，但自上世紀80年代中期開始，就有科學家一直在潛心開發(fā)以聚合物為基礎(chǔ)的太陽能電池，這種電池有望大幅降低太陽能的利用成本，不過，研究的成效甚微。后來，聚合物/聚富勒烯混合制成的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率達到了10%，但聚富勒烯這種材料本身很難對付。

維爾杜茲寇解釋道：理論上，嵌段共聚物在有機太陽能電池領(lǐng)域極富應(yīng)用潛力，但目前很少有人用嵌段共聚物制造出高性能的光伏設(shè)備。我們相信，一旦我們制造出正確的物質(zhì)并在合適的條件下將其組裝，就可以獲得性能極高的太陽能電池。

萊斯大學的研究人員發(fā)現(xiàn)，一種嵌段共聚物P3HT-b-PFTBT可以分成16納米寬的帶。更讓研究人員感興趣的是，這種聚合物天生容易形成垂直于玻璃的帶。科學家們在165攝氏度下，在一個玻璃/銦錫氧化物（ITO）表面制造出了這種共聚物。他們將這種共聚物放在賓夕法尼亞州立大學的研究人員制造的設(shè)備的一端，再將一層鋁放在設(shè)備的另一端，這樣，共聚物帶就從頂部延伸到底部電極并為電子供應(yīng)了一條明晰的流動路徑。

研究人員接下來打算用其他嵌段共聚物進行實驗，并了解如何控制其結(jié)構(gòu)以新增太陽能捕獲光子并將其變成電力的能力。但目前，他們會專注于提高新式太陽能電池的性能，因為只有這樣，他們才能解決包括穩(wěn)定性在內(nèi)的其他挑戰(zhàn)。

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維爾杜茲寇指出：對一塊太陽能電池進行封裝以保護它不受空氣和水的侵襲很容易，但要保護它免受紫外線的傷害很難，因為你必須將其暴露在太陽光下，這一點無法防止。

研究人員表示，一旦提高這種共聚物太陽能電池的性能，他們就會為其尋找長期的用武之地。