2012年12月11 日上海復(fù)旦大學(xué)先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室彭慧勝課題組成功研制出一種新型能源器件——取向碳納米管纖維，在世界范圍內(nèi)“首次在一根纖維上同時(shí)實(shí)現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)能”，該原創(chuàng)性成果被國(guó)際期刊《應(yīng)用化學(xué)》當(dāng)月最新一期作為封面文章發(fā)表。

彭慧勝團(tuán)隊(duì)研制出的這種新型、柔性的纖維狀能源集成器件，可以制成一根根像頭發(fā)絲一樣細(xì)的纖維狀太陽(yáng)能電池，其直徑只有60～100 μm。

他們使用碳納米管纖維材料制造了一系列高效率的線狀染料敏化太陽(yáng)能電池和聚合物太陽(yáng)能電池，其具有良好的柔性和可編織性，最高光電轉(zhuǎn)化效率超過(guò)9%。同時(shí)成功利用同一根纖維材料構(gòu)建了微型線狀超級(jí)電容器。

據(jù)介紹，現(xiàn)有的太陽(yáng)能器件對(duì)太陽(yáng)能的利用率不到1%，傳統(tǒng)板狀太陽(yáng)能電池在應(yīng)用場(chǎng)所選擇和可移動(dòng)范圍方面尚有一定的局限性，且在面積和朝向上對(duì)陽(yáng)光入射角度也有很高要求。

與現(xiàn)有太陽(yáng)能電池不同，這種新型太陽(yáng)能纖維電池，在將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成電能的同時(shí)，還能把這些能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，而不需要外接其他蓄電池或儲(chǔ)能設(shè)備。

此外，傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池多由單晶硅制成，不僅成本較高，而且其生產(chǎn)過(guò)程高能耗、高污染，對(duì)環(huán)境有很大影響。彭慧勝表示，將碳納米纖維制成太陽(yáng)能電池的過(guò)程基本無(wú)污染、效率高、成本低，制作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，具有大量穩(wěn)定生產(chǎn)的可能性。

專家認(rèn)為，取向碳納米纖維能源器件的研發(fā)成功，為發(fā)展下一代光伏器件指出了一個(gè)富有前景的新方向，為線狀能源器件的大規(guī)模應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。