一種薄如紙、半透明、可彎曲的“低成本”“塑料”就可以“發(fā)電”，并且光電轉(zhuǎn)化率達到17.3%。這項研究就是1月8日剛剛榮獲國家自然科學(xué)獎二等獎，南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院陳永勝教授領(lǐng)銜完成的“面向能源轉(zhuǎn)化與存儲的有機和碳納米材料研究”項目。

太陽能發(fā)電是一種綠色環(huán)保可持續(xù)的清潔能源。“舉個例子，太陽光到達地面假如完全轉(zhuǎn)化是1千瓦每平米，如果效率做到20%，那每平米是200瓦，一天如果按照6小時計算，那就是每平米1200瓦，那就是1.2度電，可以供汽車行駛10公里左右，正常的市內(nèi)窗大概五、六平米，如果未來在窗上放有可以太陽能發(fā)電的設(shè)備，每天就可以擁有電動汽車幾十公里的電能。”陳永勝說。

不同于傳統(tǒng)利用晶硅等無機物光伏發(fā)電，有機太陽能電池是解決環(huán)境污染、能源危機的有效途徑之一，其在質(zhì)輕、柔軟、半透明、可大面積低成本印刷、環(huán)境友好等方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)太陽能電池，被認(rèn)為是具有重大產(chǎn)業(yè)前景的新一代綠色能源技術(shù)。

歐洲科學(xué)家有預(yù)測，如果有機太陽能達到同等規(guī)模發(fā)電，無機太陽能成本0.2歐元每平米左右，有機太陽能成本低至0.03歐元每平米左右。

陳永勝表示，“傳統(tǒng)光伏發(fā)電采用晶硅等無機物，制作成本較高，而且耗能大；而碳是非常便宜的材料，這種有機材料質(zhì)地柔軟、可彎曲、可彩色化，未來在建筑一體化、可穿戴設(shè)備、汽車表面等都可以應(yīng)用。”

去年夏天，陳永勝團隊設(shè)計、制備的具有高效、寬光譜吸收特性的疊層有機太陽能電池材料和器件，實現(xiàn)了17.3%的光電轉(zhuǎn)化效率，再次刷新了文獻報道的有機/高分子太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率的世界紀(jì)錄。

這一成果讓有機太陽能電池向產(chǎn)業(yè)化邁進了一大步，并且得到世界認(rèn)可，國際著名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》(Science)雜志刊文報道。英國廣播公司(BBC)對陳永勝團隊最新成果的報道稱：“中國科學(xué)家近日發(fā)展了一種碳材料為基礎(chǔ)的可以代替成本高的硅基太陽能電池的替代方案。這一方案使用碳基材料為基礎(chǔ)的塑料薄膜為活性層可以高效地把太陽能轉(zhuǎn)變成電能，因此，可以通過方便和便宜的印刷技術(shù)制備同時可以和建筑外表一起使用。”

陳永勝表示，“在有機太陽能電池這一領(lǐng)域，是為數(shù)不多我們中國人處于比較領(lǐng)先位置的領(lǐng)域，同時我們還有自己最核心的材料和完全自主的制備技術(shù)，雖然我們還有很多事要做，但我們完全有能力在這一綠色能源領(lǐng)域的競爭中為國家提供獨立自主和具有國際領(lǐng)先的完全的技術(shù)方案”。