在一根纖維上同時實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換和儲能

2012年12月11 日上海復(fù)旦大學(xué)先進材料實驗室彭慧勝課題組成功研制出一種新型能源器件——取向碳納米管纖維，在世界范圍內(nèi)“首次在一根纖維上同時實現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換和儲能”，該原創(chuàng)性成果被國際期刊《應(yīng)用化學(xué)》當月最新一期作為封面文章發(fā)表。

彭慧勝團隊研制出的這種新型、柔性的纖維狀能源集成器件，可以制成一根根像頭發(fā)絲一樣細的纖維狀太陽能電池，其直徑只有60～100 μm。

他們使用碳納米管纖維材料制造了一系列高效率的線狀染料敏化太陽能電池和聚合物太陽能電池，其具有良好的柔性和可編織性，最高光電轉(zhuǎn)化效率超過9%。同時成功利用同一根纖維材料構(gòu)建了微型線狀超級電容器。

據(jù)介紹，現(xiàn)有的太陽能器件對太陽能的利用率不到1%，傳統(tǒng)板狀太陽能電池在應(yīng)用場所選擇和可移動范圍方面尚有一定的局限性，且在面積和朝向上對陽光入射角度也有很高要求。

與現(xiàn)有太陽能電池不同，這種新型太陽能纖維電池，在將太陽光轉(zhuǎn)換成電能的同時，還能把這些能量儲存起來，而不需要外接其他蓄電池或儲能設(shè)備。

此外，傳統(tǒng)太陽能電池多由單晶硅制成，不僅成本較高，而且其生產(chǎn)過程高能耗、高污染，對環(huán)境有很大影響。彭慧勝表示，將碳納米纖維制成太陽能電池的過程基本無污染、效率高、成本低，制作工藝相對簡單，具有大量穩(wěn)定生產(chǎn)的可能性。

專家認為，取向碳納米纖維能源器件的研發(fā)成功，為發(fā)展下一代光伏器件指出了一個富有前景的新方向，為線狀能源器件的大規(guī)模應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。