新型能源器件被研制出 一根纤维上可同时光电转换和储能

近日从复旦大学了解到，该校先进材料实验室彭慧胜课题组成功研制出一种新型能源器件——取向碳纳米管纤维，在世界范围内“首次在一根纤维上同时实现光电转换和储能”，该原创性成果被12月最新一期的国际期刊《应用化学》作为封面文章发表。

彭慧胜团队新研制出的这种新型、柔性的纤维状能源集成器件，可以制成一根根像头发丝一样细的纤维状太阳能电池，其直径只有60～100微米。

他们使用碳纳米管纤维材料制造了一系列高效率的线状染料敏化太阳能电池和聚合物太阳能电池，并且具有良好的柔性和可编织性，最高光电转化效率超过9%;也成功利用同一纤维材料构建了微型线状超级电容器。

据介绍，目前器件对太阳能的利用率不到1%，传统板状太阳能电池在应用场所选择和可移动范围方面尚有一定的局限性，且在面积和朝向上对阳光入射角度也有很高要求。

与现有太阳能电池不同，这种新型太阳能纤维电池，在将太阳光转换成电能的同时，还能把这些能量储存起来，而不需要外接其他蓄电池或储能设备。

此外，传统太阳能电池多由单晶硅制成，不仅成本较高，而且其生产过程高能耗、高污染，对环境有很大影响。彭慧胜表示，将碳纳米纤维制成太阳能电池的过程基本无污染、效率高、成本低，制作工艺相对简单，具有大量稳定生产的可能性。

专家认为，取向碳纳米纤维能源器件的研发成功，为发展下一代光伏器件指出了一个富有前景的新方向，为线状能源器件的大规模应用奠定了良好的基础。