随着社会的不断进步，新能源的利用变得越来越普遍。作为新能源的重要组成部分，太阳能一直是清洁能源研究的热门领域。然而，目前已开发的太阳能电池只能在太阳光直接照射下将太阳能转换为电能，而在下雨、阴天、雾（霾）、夜晚等暗光天气的发电效率很低甚至是不能发电。此外，我国平均每年的光照时间约为3000小时，占全年总时间的34.2％，也即太阳能电池在其65.8％的时间内不能正常发电。可见，开发一种在光照和暗光天气发电的全天候太阳能电池最大限度地延长电池的发电时间并提升发电总量是十分必要的。

为此，中国海洋大学唐群委教授团队联合云南师范大学杨培志教授团队研发出新型“全天候”发电的太阳能电池。这项研究在国际上首次实现了太阳能电池在夜晚也能发电。尽管目前的发电量还比较小，但这为全天候太阳能电池的实现提供了实验依据和理论基础。这一成果已经引起国际关注，纳米研究领域的知名期刊《美国化学会纳米》和《纳米能源》杂志相继刊登文章，报道了这一研发成果。

这款优化的全天候太阳能电池太阳在光照时的光电转换效率为10%，在夜晚的光电转换效率为25%以上。同时，这一类太阳能电池在夜晚的发电时间可以持续数小时。这一研究有助于延长太阳能电池的发电时间。将实现在任何时段、任何天气下发电。相关成果已在国内申请了发明专利。

研发团队表示，全天候电池通过研究太阳能电池的界面工程，引入具有吸光–发光特性的光学材料，该材料将没有被吸收的可见光和近红外光吸收并转换为单色可见光并持续激发数小时，实现了在夜晚无光环境下光吸收剂持续激发电子而发电。

值得一提的是，研发过程并不是一帆风顺的。由于缺少关于全天候太阳能电池的文献参考，在工作初期，寻找思路和确定实验方案对整个团队来说是巨大的挑战。唐教授带领团队经过不断探索和尝试后确定了现在的最佳方案。在研究过程中，也存在一些难题。比如在研究光学材料激发的单色光与光吸收剂的匹配问题时发现，其所激发的单色可见光包括红光、橙光、黄光、绿光、青光、蓝光、紫光、白光等，然而并非任意的可见光都能使电池获得较高的发电量。通过对复合光阳极的激发光谱和光吸收剂的吸收光谱研究，唐教授等人最终认定能够激发绿光的光学材料可以使全天候电池获得较高的发电量。随着研究团队的更多深入研究，电池中电解质的离子扩散、电池的组装等等一系列难题一一迎刃而解。

唐教授表示，当前用于开发全天候发电的染料敏化太阳能电池已经实现产业化，后续工作将主要集中于进一步提升电池在暗光天气的发电量并延长发电时间以及将这一技术应用于商业硅太阳能电池。一旦这两方面获得突破，这一技术将具有广阔的应用前景。未来，该技术可能应用在包括产能建筑的外墙、屋顶、玻璃等领域进行同步发电，还可以为电子产品辅助供电或制作成纤维状电池用于随身发电。我们期待未来适合应用的全天候太阳能电池为人类提供更多电量。

唐群委：博士、教授、博士生导师、中国海洋大学“英才工程”第一层次特聘教授。主要从事介观太阳能电池和全天候太阳能电池关键材料与技术的研究，在全球染料敏化太阳能电池领域排名第56位（其中，对电极第3位、光阳极第6位、凝胶电解质第10位）。在Angewandte Chemie InternationalEdition、ACS Nano、Nano Energy、Advanced Materials等杂志发表SCI学术论文200余篇，他引近2600次。入选英国皇家化学学会的top 1%高被引作者，申请/授权国家发明专利16项。主持多项国家级重点课题、一般课题、省部级课题。所开发的可在雨天发电的太阳能电池入选2016年世界前沿基础交叉科学研究进展、2016年十大光伏前沿技术、2016年RSC化学前沿。 

(编辑：小智)