在蘇大納米科技學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室里，袁建宇和另兩位小組成員陸佳靈、徐忠杰向記者展示了這款新型太陽(yáng)能電池——一張透明的塑料薄膜，這與目前被廣泛運(yùn)用的傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池完全不同。仔細(xì)觀察，會(huì)發(fā)現(xiàn)這張透明的塑料薄膜上印有一層薄薄的化學(xué)物質(zhì)。“可別小看了這層100納米厚度的薄膜，就是依靠它才能吸收到太陽(yáng)能，再轉(zhuǎn)換成電能。”袁建宇說(shuō)，這層化學(xué)涂層正是這款新型太陽(yáng)能電池的核心，也是他在博士生導(dǎo)師、國(guó)家“青年千人計(jì)劃”入選者馬萬(wàn)里教授指導(dǎo)下花費(fèi)一年多時(shí)間才研制出的新型聚合物材料。馬萬(wàn)里教授曾在美國(guó)師從2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者、導(dǎo)電高分子發(fā)明人Alan Heeger教授，有超過(guò)10年的新型太陽(yáng)能電池研究經(jīng)歷，在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊發(fā)表一系列高水平的研究論文，獲得多項(xiàng)美國(guó)專利。
目前已商業(yè)化的太陽(yáng)能電池主要以傳統(tǒng)無(wú)機(jī)材料為主導(dǎo)，主要有單晶硅、非晶硅和無(wú)機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池，這類電池產(chǎn)品笨重，面積不夠大，生產(chǎn)成本昂貴，而且在生產(chǎn)過(guò)程中消耗大量電力能源，造成了很多環(huán)境污染。“與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體硅材料為主的太陽(yáng)能電池最大不同的是，柔性聚合物太陽(yáng)能電池可以像紙幣一樣任意彎曲甚至折疊，展開之后放在陽(yáng)光下就可以充電，非常輕巧，攜帶方便。”袁建宇將手中的太陽(yáng)能電池板彎曲起來(lái)，可以卷成筒狀，也可以做成波浪形等任意形狀。他說(shuō)，柔性聚合物太陽(yáng)能電池生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，可采用卷對(duì)卷大量生產(chǎn)，如同印報(bào)紙一樣制造太陽(yáng)能電池，生產(chǎn)過(guò)程中的成本和能耗也更低，這些都是傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池?zé)o法實(shí)現(xiàn)的。
在實(shí)驗(yàn)室里，記者也看到了一排顯示出紅、黃、綠、藍(lán)等十種顏色的試劑瓶。“這些都是我們研制的聚合物材料，我們調(diào)制了不同顏色，這樣就可以做出各種顏色的柔性太陽(yáng)能電池。”袁建宇同學(xué)介紹說(shuō)，由于這種太陽(yáng)能電池具有透明、顏色可調(diào)的特性，因此可以安裝在包括房屋和車輛的頂部、窗戶或玻璃面板上，實(shí)現(xiàn)自發(fā)電自用，甚至可以將多余的電賣給電網(wǎng)；也可以制作到背包等移動(dòng)物品上，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)充電，在國(guó)外這些都已有試點(diǎn)應(yīng)用。而在我國(guó)此類電池的基礎(chǔ)研究方面、論文的發(fā)表數(shù)目處于國(guó)際領(lǐng)先水平，但是生產(chǎn)還沒(méi)有突破，目前還沒(méi)有明確的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，更沒(méi)有市售的產(chǎn)品，
由于柔性聚合物太陽(yáng)能電池只有短短不到二十年的研制時(shí)間，因此提高光電轉(zhuǎn)換率、壓縮生產(chǎn)成本依然是科學(xué)家們需要進(jìn)一步攻克的難關(guān)。經(jīng)過(guò)測(cè)試，袁建宇帶領(lǐng)的科研小組研制的新型聚合物材料制作的太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化率已經(jīng)接近7%，高于目前商品化此類電池3%—5%的轉(zhuǎn)化率。從生產(chǎn)成本上來(lái)看，這種新型材料也更為低廉，按照測(cè)算，有望將目前柔性聚合物太陽(yáng)能電池產(chǎn)出每1瓦特電的生產(chǎn)成本從現(xiàn)在的1—2美元，通過(guò)后期大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用降到0.1美元。目前，課題組已經(jīng)完成前期實(shí)驗(yàn)室的研究，正在進(jìn)行產(chǎn)品的放大與后期工藝優(yōu)化。“我們的目標(biāo)是，將來(lái)能填補(bǔ)國(guó)內(nèi)柔性聚合物太陽(yáng)能電池的產(chǎn)業(yè)化空白，推動(dòng)我國(guó)在新型光伏產(chǎn)品研發(fā)的長(zhǎng)期發(fā)展，提高我國(guó)在新材料、新能源領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。”馬萬(wàn)里教授說(shuō)。
