韩国科学家打造出基于光纤的新型太阳能电池系统，发电效率大增

2022-06-06 14:37

近日，来自韩国材料科学研究所(KIMS)和韩国光学应用材料研究公司Solar Optics的科学家们宣布，他们成功开发出了一种基于光纤和有机太阳能电池的新型发电系统。

相对于传统的平面太阳能电池系统而言，这种光纤太阳能电池系统的一大突出优势在于，当光沿着光纤通道移动时，光会在光纤内部散射，从而与其内表面的太阳能电池相互作用，最终产生更多的能量。

另外，由于光纤可以像电线一样嵌入建筑物的结构中，这类基于光纤的太阳能电池占据的表面积会更小，这也成为了它的一大优势。

韩国科学家打造出基于光纤的新型太阳能电池系统，发电效率大增

光纤-太阳能电池混合系统(左)和光纤太阳能电池测试(右)，图片来源：韩国材料科学研究院（KIMS）

在研发过程中，上述研究团队调整了有机太阳能电池的结构，通过在一种名为光侧照明(Optical Side Lighting, OSD)的特殊光纤表面穿纳米尺寸的孔来优化光的散射和吸收。据悉，这使得光纤和太阳能电池板能够安装在垂直的三维结构中，因此无论电池板的角度如何都能长期保持发电的效率。在此基础上，他们发现这种电池板的发电效率得到了大幅提升，最大效率时间也增加到了平均每天6小时以上。”

研究人员表示，他们使用了侧发射光纤，在不稳定的室外环境中操作上述新型发电系统。由于这些侧发射光纤对外部环境如热量、灰尘和湿度等较为敏感，考虑采用这种过去没有使用过的高效面板是一个潜在的可行选择。

他们给出的新型发电系统配置，可以用于高效率的产品。研究人员Dong Chan Lim表示：“全球范围内的研究人员们正努力研发攻关发电效率≥20%的有机太阳能电池材料，但由于有机材料易受热、受潮的特性，人们对此表示担忧。这项技术可以将太阳能发电的面积显著减少约五分之一（或以上），并可广泛应用于便携式太阳能发电机、电动汽车和分布式发电系统。”

Solar Optics和KIMS表示，他们目前正在计划商业化世界上第一个基于光侧照明（OSD）的高效太阳能发电设备。不过，目前他们尚未对此提供任何额外细节。