文丨中國能源報記者 王海霞

在日前召開的2023INNO CHINA中國產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新大會——“綠色科技 能源創(chuàng)新”碳中和主題論壇上，北京大學博雅特聘教授占肖衛(wèi)表示，盡管我國晶硅產(chǎn)業(yè)在全球領(lǐng)先，但輕薄柔塑料太陽能電池與晶硅光伏電池相比，具有密度更低、厚度更薄、制備工藝更簡便、能耗更低等特點，將為光伏領(lǐng)域發(fā)展帶來前所未有的新機遇。

占肖衛(wèi)教授指出，與晶硅相比，聚合物半導(dǎo)體本身具有柔性，而晶硅是做不到的。另外塑料太陽能電池可以做得非常薄，實現(xiàn)納米級別的薄。在制備工藝方面，塑料電池可以通過常溫印刷的方式來制備，相比之下，晶硅電池需要在高溫條件下操作的復(fù)雜工藝，能耗較大。輕薄柔塑料太陽能電池具有獨特的優(yōu)勢，可在建筑一體化應(yīng)用、可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域廣泛采用。

據(jù)介紹，2015年之前，富勒烯一直占據(jù)著有機光伏領(lǐng)域電子受體材料的統(tǒng)治地位。然而，富勒烯在可見光區(qū)吸收弱，能量損失大，器件效率已觸碰天花板。另外，富勒烯球形分子易聚集，形貌穩(wěn)定性差，器件壽命受限。早期對替代富勒烯的新型受體的探索很少，器件效率很低，且長期停滯不前。整個領(lǐng)域因為受體這塊短板遭遇發(fā)展瓶頸，創(chuàng)制高性能的新型受體材料是亟待解決的挑戰(zhàn)性難題。

占肖衛(wèi)教授團隊于2006年率先在國內(nèi)開展了新一代電子受體的研究，經(jīng)過10年探索，于2015年發(fā)明了被譽為“明星分子”的ITIC，該發(fā)明開創(chuàng)了“稠環(huán)電子受體”這一高性能新穎受體體系，具有“里程碑”和“劃時代”的意義。稠環(huán)電子受體顛覆了富勒烯等經(jīng)典體系，開啟了“后富勒烯時代”，突破了有機光伏的瓶頸，實現(xiàn)了器件效率的飛躍，為光伏領(lǐng)域發(fā)展帶來了前所未有的新機遇。

這項研究屬于國家基金委立項的基礎(chǔ)研究項目，國家基金委項目總結(jié)時評價：這是中國學者原創(chuàng)設(shè)計新型有機光伏材料體系。美國《科學》雜志也曾對這一成果進行專題報道稱：“ 北京大學占肖衛(wèi)團隊開創(chuàng)了全新的非富勒烯體系，使有機光伏效率接近鈣鈦礦。”

作為后起之秀，有機光伏如何能在晶硅光伏作為主流、和鈣鈦礦異軍突起的光伏市場中分一杯羹？占肖衛(wèi)教授表示，最可行方案就是利用有機光伏的半透明特性，比如用來做玻璃幕墻、溫室大棚等。他分析稱：“以做玻璃幕墻為例，我國的窗戶面積約為140億平方米，如果20%安裝半透明的有機電池，按照年日照2000小時計算，可以發(fā)電5600億度，前景非常可期。”

本次碳中和主題論壇主辦方為《北大創(chuàng)新評論》，評論執(zhí)行主編謝艷表示，作為北京大學經(jīng)濟學院發(fā)起設(shè)立的學術(shù)型智庫，北大創(chuàng)新評論專注于將產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟理論、產(chǎn)業(yè)科學知識和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用工具傳遞給市場決策者，助推產(chǎn)學研交叉融合與革新發(fā)展。