随着能源和环保问题日益受到重视,太阳电池产业的发展突飞猛进。叠加半导体工业的迅猛发展,导致当前硅材料紧缺的态势明显,因此硅价格上涨形势严峻,对硅太阳电池成本的降低起到了阻碍作用,进而严重影响到太阳能光伏产业的发展。
那么如何改变这种状况呢?目前有两种比较可靠的技术路线:一是发展无机薄膜太阳电池,因为薄膜电池可以利用较少的材料制备太阳能电池器件;二是发展有机薄膜太阳电池。
与晶体硅太阳电池和基于无机半导体材料的薄膜太阳电池相比,有机太阳电池(Organic Solar Cells,OSCs)具有质轻、价廉、可溶液加工和可柔性等诸多优点,在可穿戴电子设备的集成设计和与卷对卷(Roll-to-Roll,R2R)大面积印刷技术的适应性上表现出巨大潜能。
近年来,随着有机光伏材料和器件结构的飞速创新,通过旋涂法制备的刚性 OSCs 的功率转换效率(Power Conversion Efficiency,PCE)有了明显提高,目前最佳 PCE 值已达到 19%以上,这说明了其已具有一定的商业化价值。
此外,随着各种 R2R 印刷方法的发展和研究的深入,印刷OSCs 的 PCE 也已接近 17%,这进一步验证了溶液印刷光电器件的可行性,因此,柔性可印刷 OSCs在可穿戴能源、便携式电子设备和异形显示设备中具有广阔的应用前景,这引起了人们的广泛关注。
尽管在刚性和柔性衬底上,单结 OSCs 的最大 PCE 已经超过 19%和 16%,但现有的制备技术(旋涂等)、功能层材料和器件配置都不适合大面积 OSMs的工业制备,因此,即使在选择性能最好的给体/受体材料体系时,印刷技术的合理选择、大面积印刷工艺的巨大性能损失仍然是限制 OSCs 商业化的瓶颈。
但是,只要合理设计光伏材料、设计合理的模组化 OSCs 结构和合适的印刷技术选择,就能实现低效率损失的柔性有机光伏器件的连续印刷制备,未来有机太阳电池的商业化制造也将近在咫尺。
6月29日-7月1日,2023柔性能源材料与器件高峰论坛将于宁波东港喜来登大酒店召开,针对热门的柔性有机太阳电池,我们在6月30日下午设置了专门的Session,目前已确认北京大学、浙江清华柔性电子研究院、南开大学、中电科18所、浙江大学、北京工业大学和中科院苏州纳米所等8位专家做精彩的报告分享。
中国科学院院士、美国工程院外籍院士、俄罗斯科学院外籍院士、亚太材料科学院院士、东盟工程与技术科学院外籍院士、巴基斯坦科学院外籍院士、欧亚科学院院士。教授、博导,柔性电子(包括有机电子、塑料电子、生物电子、印刷电子、能源电子和纳米电子)学家。现任西北工业大学学术委员会主任、柔性电子前沿科学中心首席科学家。黄维院士是国际上最早一批从事柔性电子、特别是有机电子和塑料电子研究并长期活跃在柔性电子学领域的世界顶尖学者。
中国科学院外籍院士(2009)、欧洲科学院院士(2002)、加拿大工程院外籍院士(2019)、韩国科学技术院院士(2018)、美国国家发明家科学院院士(2022)。现任中国科学院北京纳米能源与系统研究所所长,科思技术研究院院长,佐治亚理工学院终身校董事讲席教授。王中林院士是国际公认的纳米科学与技术领域的领军型科学家,是纳米能源研究领域的奠基人。
中国材料研究学会太能材料分会主任;北京市有源显示技术工程中心副主任,北京大学光电中心副主任;中国可再生能源学会光化学专业委员会委员;中国化工学会化工新材料专业委员会委员;中国化学会会员;Advisory Board Member of Advanced Materials Technologies。主要从事复合压电、有机电致发光以及太阳能电池材料及器件物理、清洁燃油及高效高比例添加甲醇汽油等方面的研究。在耐高温复合压电材料,发光器件老化机理,彩色发光,新形态太阳能电池、清洁燃油研究方面做出重要特色工作,特别是近年开辟的柔性纤维光伏电池研究新领域已成为国际能源技术领域的研究热点之一,也是具有我国特色的新能源技术之一。
研究领域涉及新型显示、太阳能电池、下世代通讯相关之材料、制程、设备技术开发。曾主导建立台湾第一条高分子 OLED生产线,台湾第一条包含制程与设备的太阳能电池生产线年应聘加入浙江清华柔性电子技术研究院,重点开展折叠显示模块超薄玻璃、无色聚酰亚胺薄膜相关关键材料开发、柔性超高频柔性覆铜板技术开发与相关产业化工作。
长期从事有机高分子和碳纳米材料的相关研究,在绿色能源转化与存储领域做出了重要贡献。陈永胜提出了具有确定分子结构的高效有机光伏材料设计理念,多次刷新了有机太阳能电池领域的光电转换效率世界记录;提出了“三维交联石墨烯”高分子体相材料的构筑理念,所发展的三维石墨烯材料在从4到1200K的温度区间展现出独特的光、电、磁性能,并首次实现了宏观光驱动。主持承担了包括“国家重点研发计划”在内的多项国家重大项目。共发表论文300余篇,总引用50000余次。
主要研究方向为空间全柔性太阳电池阵。作为项目负责人承担装备发展部十四五共用技术项目,作为课题负责人承担科技部重点研发计划项目等。研发了我国第一款卷绕展开式全柔性太阳电池阵产品(创新十六号卫星全柔性太阳电池阵)。发表论文20余篇,其中SCI/EI 收录15篇,授权国家发明专利2项。
专注于大面积钙钛矿太阳能电池产业化开发研究。在JPCL, Small, Nat. Commun., Adv. Mater., Research等期刊发表钙钛矿论文10篇。申请钙钛矿领域发明专利7项,已获授权1项,部分专利已实现成果转化。
研究领域和兴趣包括有机光伏、倍增型有机光电探测器。主持国家自然科学基金、北京市自然科学基金、教育部高等学校基本科研业务费专题、卓越百人计划等项目。
主要研究方向为原位电子显微学、光电催化反应机理研究以及钙钛矿太阳能电池稳定性机理研究。获国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年基金、北京市联合基金等省部级基金10余项。
科博汇AMTE、国际能源网、柔性电子及可穿戴、钙矿太阳能电池、显示汇、新能源与能效、水系能源、钙钛矿光伏前沿、新能荟、科匠文化、传感器技术、钙钛矿研学产转用、环材有料
张霞昌,863材料专家组成员、柔性纸质电池发明人、江苏恩福赛柔性电子有限公司董事长
杨大祥,重庆中纳科技有限公司董事长、重庆交通大学绿色航空技术研究院副院长
刘宜伟,中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员、宁波韧和科技有限公司董事长
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