有一項(xiàng)新的研究，在線發(fā)表于本周2月12日的《自然•光子學(xué)》（Nature Photonics,）雜志上，題為《串型聚合物太陽能電池特色是光譜匹配的低帶隙聚合物》（Tandem polymer solar cells featuring a spectrally matched low-bandgap polymer），這些研究人員來自加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）亨利薩繆里工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（Henry Samueli School of Engineering and Applied Science）以及加州大學(xué)洛杉磯分校加州納米技術(shù)研究院（CNSI：California Nanosystems Institute），他們報(bào)道說，他們已經(jīng)極大地提高了聚合物太陽能電池的性能，制成的設(shè)備具有新的“串聯(lián)”結(jié)構(gòu)，可以結(jié)合多個(gè)電池，具有不同的吸收頻段。這種設(shè)備認(rèn)證的光電轉(zhuǎn)換效率是8.62％，在2011年7月就創(chuàng)造了這一世界紀(jì)錄。

進(jìn)一步，研究人員集成了一種新的紅外吸收高分子材料，這種材料的開發(fā)者是日本住友化學(xué)公司（Sumitomo Chemical），就集成到這種設(shè)備中，這種設(shè)備的架構(gòu)確實(shí)廣泛適用，光電轉(zhuǎn)換效率躍升至10.6％，這又是一個(gè)新的紀(jì)錄，認(rèn)證機(jī)構(gòu)是美國能源部下屬的國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（National Renewable Energy Laboratory）。

因?yàn)槭褂玫碾姵鼐哂胁煌奈疹l段，串型太陽能電池提供了有效途徑，可利用更廣泛的太陽輻射。然而，效率不會(huì)自動(dòng)提高，因?yàn)橹皇呛唵蔚睾喜煞N電池。這些材料用于串聯(lián)電池，必須互相兼容 進(jìn)行高效捕光，研究人員說。

到現(xiàn)在為止，串聯(lián)設(shè)備的性能仍然落后于單層太陽能電池，主要是因?yàn)槿狈线m的高分子材料。加州大學(xué)洛杉磯分校工程學(xué)院的研究人員已經(jīng)演示了一種高效單層和串聯(lián)聚合物太陽能電池，它們的特色是一種低帶隙共軛（low-band-gap-conjugated）聚合物，用于串聯(lián)結(jié)構(gòu)。這種帶隙決定了哪部分太陽光譜聚合物可以吸收。

分子設(shè)計(jì)：光學(xué)性質(zhì)和電子密度屬于最高占有分子軌道（HOMO）和最低未占分子軌道（LUMO），屬于PBDTT-DPP分子。a）PBDTT-DPP分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)。b）PBDTT-DPP紫外可見光吸收光譜和和P3HT薄膜，以及太陽輻射光譜。來源：加州大學(xué)洛杉磯分校