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楊陽教授（右三）與其透明聚合物太陽能電池研究團隊。

    有機太陽能電池是指成分全部或部分為有機物的太陽能電池。相對于傳統的無機太陽能電池，有機太陽能電池以質輕、價廉、材料設計可控和可實現大面積柔性制備等特點，擁有更加廣闊的商業應用前景，已受到太陽能研究人員的青睞。但由于目前有機太陽能電池在能量轉換效率和穩定性等方面還存在較大不足，影響著有機太陽能電池的產品生產和商業應用價值。就有機太陽能電池的技術發展和商業前景問題，科技日報記者采訪了美國加州大學洛杉磯分校材料科學與工程系教授、加利福尼亞納米系統研究所納米可再生能源中心主任楊陽博士。

    楊教授的主要研究領域為太陽能及高效電子器件。迄今已發表240余篇世界領先水平的研究論文，擁有相關領域專利50多個。截至2012年7月，楊教授的論文H因子已高達74。

    “因為有機太陽能電池的自身優勢和特點，所以它正在獲得越來越廣泛的關注。”楊教授介紹說，“目前，我們研究團隊研制成功的級聯結構聚合物太陽能電池的效率已高達10.6%，這一結果已獲得美國國家可再生能源中心的認證，證明了聚合物太陽能電池作為低耗高效的光電轉化器件具有很好的前景。”

    楊教授負責的加利福尼亞納米系統研究所納米再生能源中心成立于2007年，主要研究方向為納米相關領域的太陽能電池、三維電池、生物能源及儲氫技術等。實現可用于建筑物窗戶的聚合太陽能電池是該中心的主要研究目標之一。楊教授在有機太陽能方面的主要貢獻有：研究聚合物形貌對其器件結果的影響、有機反型電池和級聯反型電池的發明以及光伏偏振器在液晶顯示器中的應用等。他已在有機太陽能電池領域創造出數個高效率的世界記錄。

    “除了追求器件的高轉換率之外，我們還關注聚合物太陽能電池其他更為廣泛的研究領域和獨特的應用價值。如對可見光透明的光伏器件。”楊教授說。過去幾年，他的研究團隊在制備對可見光透明或半透明聚合物太陽能電池方面做過很多嘗試。例如把金屬薄膜、金屬網格、金屬納米線網絡、金屬氧化物、導電聚合物及石墨烯等透明導體，作為頂部電極沉積在光活性層上，已研制出對可見光透明或半透明的聚合物太陽能電池。然而，因為沒有找到合適的聚合物光伏材料和有效的透明導體，這些嘗試都以失敗告終。

    “最近我們研究團隊通過引入近紅外光敏感聚合物，并使用銀納米線復合薄膜作為頂端透明電極成功制備了透明聚合物太陽能電池，能量轉化效率達到4%。研究成果已發表在美國化學學會的《納米》雜志上。”

    楊教授指出，近紅外光敏聚合物可吸收更多的近紅外光，但對可見光不太敏感，從而兼顧了太陽能電池在近紅外光波長區域的性能和透明度。而且，由銀納米線和二氧化鈦納米粒子的混合物制成的透明電極取代了此前使用的不透明金屬電極，使透明有機太陽能電池的應用成為可能。“實現可用于建筑物窗戶的聚合太陽能電池是我們的目標。”

    1992年畢業于馬薩諸塞大學，獲物理與應用物理博士學位后，楊陽進入了著名的聚合物材料創新公司——圣巴巴拉UNIAX公司，從事聚合物材料研究；1997年楊陽開始任教于加利福尼亞大學洛杉磯分校，從事與有機太陽能電池相關的教學和研究工作，目前是20余名研究生的指導老師。

    楊教授開玩笑地說：“父母給我起名為‘陽’，所以注定我要從事與太陽能有關的工作。”他認為，作為清潔能源的主要來源，太陽能電池研究具有非常廣闊的應用前景，對人類的生存和可持續發展意義重大。

    “中國是太陽能電池生產大國，希望加強與中國同行的合作，加快推動有機太陽能電池的發展與應用步伐。”楊教授表示，“可用于建筑物窗戶的聚合物太陽能電池，目前的轉換效率只有4%，但3到5年之內完全可以達到10%以上。屆時，這種可以像油漆一樣方便地刷在建筑物表面的太陽能電池，一定具有很大的市場應用前景。”