在蘇大納米科技學院的實驗室里，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能電池——一張透明的塑料薄膜，這與目前被廣泛運用的傳統(tǒng)太陽能電池完全不同。仔細觀察，會發(fā)現(xiàn)這張透明的塑料薄膜上印有一層薄薄的化學物質。“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能，再轉換成電能。”袁建宇說，這層化學涂層正是這款新型太陽能電池的核心，也是他在博士生導師、國家“青年千人計劃”入選者馬萬里教授指導下花費一年多時間才研制出的新型聚合物材料。馬萬里教授曾在美國師從2000年諾貝爾化學獎獲得者、導電高分子發(fā)明人Alan Heeger教授，有超過10年的新型太陽能電池研究經歷，在國際頂級學術期刊發(fā)表一系列高水平的研究論文，獲得多項美國專利。
目前已商業(yè)化的太陽能電池主要以傳統(tǒng)無機材料為主導，主要有單晶硅、非晶硅和無機薄膜太陽能電池，這類電池產品笨重，面積不夠大，生產成本昂貴，而且在生產過程中消耗大量電力能源，造成了很多環(huán)境污染。“與傳統(tǒng)的半導體硅材料為主的太陽能電池最大不同的是，柔性聚合物太陽能電池可以像紙幣一樣任意彎曲甚至折疊，展開之后放在陽光下就可以充電，非常輕巧，攜帶方便。”袁建宇將手中的太陽能電池板彎曲起來，可以卷成筒狀，也可以做成波浪形等任意形狀。他說，柔性聚合物太陽能電池生產工藝簡單，可采用卷對卷大量生產，如同印報紙一樣制造太陽能電池，生產過程中的成本和能耗也更低，這些都是傳統(tǒng)太陽能電池無法實現(xiàn)的。
在實驗室里，記者也看到了一排顯示出紅、黃、綠、藍等十種顏色的試劑瓶。“這些都是我們研制的聚合物材料，我們調制了不同顏色，這樣就可以做出各種顏色的柔性太陽能電池。”袁建宇同學介紹說，由于這種太陽能電池具有透明、顏色可調的特性，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，實現(xiàn)自發(fā)電自用，甚至可以將多余的電賣給電網；也可以制作到背包等移動物品上，實現(xiàn)移動充電，在國外這些都已有試點應用。而在我國此類電池的基礎研究方面、論文的發(fā)表數(shù)目處于國際領先水平，但是生產還沒有突破，目前還沒有明確的產品標準，更沒有市售的產品，
由于柔性聚合物太陽能電池只有短短不到二十年的研制時間，因此提高光電轉換率、壓縮生產成本依然是科學家們需要進一步攻克的難關。經過測試，袁建宇帶領的科研小組研制的新型聚合物材料制作的太陽能電池的光電轉化率已經接近7%，高于目前商品化此類電池3%—5%的轉化率。從生產成本上來看，這種新型材料也更為低廉，按照測算，有望將目前柔性聚合物太陽能電池產出每1瓦特電的生產成本從現(xiàn)在的1—2美元，通過后期大規(guī)模商業(yè)化應用降到0.1美元。目前，課題組已經完成前期實驗室的研究，正在進行產品的放大與后期工藝優(yōu)化。“我們的目標是，將來能填補國內柔性聚合物太陽能電池的產業(yè)化空白，推動我國在新型光伏產品研發(fā)的長期發(fā)展，提高我國在新材料、新能源領域的國際競爭力。”馬萬里教授說。
