利用薄膜太阳能农业大棚发电：种菜发电两不误，傲世皇朝注册开户，江西集有机农业和环保能源发电一体化的薄膜太阳能农业大棚发电系统近日在上饶市建成，并开始试行并网发电，预计年发电量15万千瓦时。

　　薄膜太阳能农业大棚发电是一项绿色环保的高科技产业。此次建成的这一发电系统包括5个薄膜太阳能农业大棚，是现代农业大棚、薄膜太阳能发电和LED夜间光照三结合的新型发电站。

　　薄膜光伏太阳能大棚是近两年来刚刚兴起的将现代设施农业大棚、薄膜光伏太阳能发电和LED光照结合起来，既能运用农地直接低成本发电，也不影响大棚内农作物正常生长的一种新型设施农业大棚（图1、2），它开启了低碳农业发展的新模式，具有良好的经济效益和生态效益，发展前景十分广阔。

　　随着我国太阳能薄膜电池板制造技术的快速发展，用透明的太阳能光伏薄膜替代传统的大棚薄膜，应用在设施农业大棚上已成为可能。薄膜光伏太阳能大棚是通过薄膜分光技术将太阳辐射分为植物需要的光能和用于太阳能发电的光能，或用太阳能发的电能转化为植物生长所需要的光合有效辐射能（如棚内采用LED灯作为补光），既满足了植物正常生长的光照需要，又能实现光电转换，实现了低成本光能发电。

　　1、特点：薄膜光伏太阳能大棚顶上装设有非晶硅薄膜式太阳能电池，用来发电的非晶硅厚度不到0.5微米，不及传统晶硅太阳能电池厚度的百分之一，使原来无法穿透晶硅太阳能电池的太阳光可以透过非晶硅薄膜太阳能电池照射到棚内的植物，太阳光中植物生长所需要的波段在穿透大棚屋顶的太阳能电池板后被植物吸收，植物生长所不需要的波段则部分被太阳能电池吸收发电，部分转换成热能加温农业大棚。植物进行光合作用主要是利用波长为610mm－720nm（波峰为660nm）的红橙光，而绿色光是植物生长所不需要的波段，绿色光被大棚顶上的太阳能电池吸收发电并不会影响植物生长。紫外线也是植物生长所不需要的波段甚至会破坏植物，一般农业大棚会用遮阳网来减低紫外线。薄膜式太阳能大棚顶上的薄膜式太阳能电池能吸收波长小于600nm的光子发电，因此不必在大棚顶上加装遮阳网。此外，薄膜光伏太阳能大棚可以根据植物生长的需要控制棚内温度、湿度、光照度，科学调整植物生长的最佳环境，是集农业生产、太阳能发电为一体的智能化新型设施农业大棚。同时，晶硅组件受硅片原材料尺寸的限制，组件尺寸比较单一。相较而言，非晶硅薄膜式太阳能电池是沉积在玻璃衬底上的，可以根据不同农业大棚的要求实现任意尺寸的随意切割，能够更好的满足客多种农业大棚的定制化需求。

　　2、优势：传统太阳能发电需占用大量的土地，这对于土地资源有限的中国来讲是一个不容忽视的问题。而薄膜光伏太阳能发电农业大棚可以充分有效的利用土地资源，使农业用土地资源利用最大化。因为薄膜式光伏太阳能大棚是在不影响设施农业生产的条件下，充分利用大棚顶部空间开展太阳能发电，可以为当地电网提供电力，很好地实现节约土地资源，节能减排，真正实现低碳农业，多重经济效益显现，而且与传统太阳能电站相比，电站可以建在人口密集区，减少了输电过程中的电量损耗。

　　此外，长期以来，我国光伏太阳能产业过度依靠“来料加工”和“海外市场”，据了解，我国薄膜光伏太阳能电池加工企业高达70%的产值依赖出口，有些企业甚至高达90%。近年来，我国设施农业发展迅速，设施农业大棚面积巨大，如将薄膜光伏太阳能电池板应用于设施农业大棚，设施农业大棚有望成为薄膜光伏太阳能电池转向内销市场的一个突破口，市场规模巨大。薄膜太阳能电池的这一用途，有望改变光伏产业的发展态势。

　　近年来，随着太阳能薄膜电池制造技术的快速更新，非晶体硅薄膜式太阳能电池已经在德国、美国、日本等发达国家广泛运用于设施农业大棚。据了解，在日本，薄膜光伏太阳能电池板应用于设施农业大棚的市场价值2009年为95亿日元，在日本政府补助政策的相关刺激下，这一市场到2020年有望增长到420亿日元。近两年来，薄膜光伏太阳能农业大棚在我国也才刚刚起步，目前仅在山东寿光、河北承德、江苏（南京、常州和泰州）、江西上饶和鹰潭、湖北武汉、青海乐都、宁夏中卫以及海南三亚等地建有小规模的示范大棚或已立项正在建设中（表1），其中部分建成的薄膜光伏太阳能大棚已实现了与当地电网的并网发电。

　　此外,从表1可以看出，薄膜光伏太阳能大棚仅在我国少数几个省市零星地建有示范点，太阳能发电站装机容量一般几十千瓦，建成最大的也不超过100千瓦，整体规模不大。不过，较大规模的薄膜光伏太阳能大棚已经在一些省份立项处于正在建设中或正在审批中，如河北承德、广西贺州和湖北武汉太阳能装机容量可达兆瓦级，最大有120兆瓦，年发电量可达1亿度。说明薄膜光伏太阳能电池应用在设施农业大棚上已得到了一些省市政府领导和专家的共识和重视，同时一些科研院所也在此方面开展相关研究，如中国科学院“霞光工程”与广西贺州合作的“光伏新能源立体农业产业化”项目已经立项并在建设中。

　　17千瓦 河北保定天威保变电气股份有限公司 40万元 政府投资 建成，能发电，

　　120兆瓦 河北卡能光伏科技有限公司 30亿 政府和企业投资 项目签约，在建

　　100千瓦 台湾光宝绿色能源股份有限公司 500万元 政府投资 建成，能发电，

　　60千瓦 台湾光宝绿色能源股份有限公司 350万元 政府投资 建成，已并网发电

　　2.1兆瓦 武汉广源光伏太阳能科技有限公司 5.3亿元 政府和企业投资 审批完成，在建

　　青海乐都 20亩，200千瓦 福建均石能源集团 不祥 政府投资 已建成发电，应用设施农牧业

　　由于薄膜光伏太阳能农业大棚模式在我国才刚刚启动，而且多为示范区，太阳能装机容量普遍较小，目前并没有大规模推广，还存在诸如前期投入成本较高、太阳能发电与农作物生产相结合关键技术不成熟、运营保障技术不到位以及国家扶持资金比例不高等问题。

　　目前，我国的非晶体硅薄膜光伏太阳能电池生产线大部分引自国外，国内企业并不掌握太阳能电池制造的核心技术，加之近年来原材料价格步步攀升，导致我国的太阳能电池生产成较高。据调查，一块非晶体硅薄膜太阳能电池板（长1.4米，宽1.1米）的内销价格为1000元人民币或1瓦6元人民币，如果一亩设施农业大棚顶的2/3面积安装太阳能电池板（太阳能装机容量50千瓦），仅太阳能电池板至少需30万元人民币，如果再加上安装费、控制器、变电器、配电箱以及蓄电池等，可能要高达50万元，整个薄膜光伏太阳能农业大棚（玻璃温室类型，内有加温、降温和通风设施）的总投入大概需要近100万元。从表1可知，目前我国在建的或已建成的薄膜光伏太阳能示范大棚均全部由当地政府直接投资，规模较大的才有企业资金参与。因此，如果没有政府资金的投入，完全由企业或个人承担，负担压力较大,不利于在大面积设施农业大棚上的应用。

　　传统的太阳能电池是晶硅电池且不透光，近年来快速发展的是薄膜非晶硅太阳能电池，这种太阳能电池的最大优点是可以透光，而且温度系数低，在阴天雨天和雾天也能发电，常年累计发电量比晶硅电池发电效率可提高20%左右。据调查，这种薄膜太阳能电池的最大吸收波峰在400-600nm(图3),而植物进行光合作用的有效光谱为440nm的蓝光和660nm的红光区（图4），在理论上薄膜太阳能电池的最大吸收波峰与植物光合作用的吸收波峰并不冲突，可以通过薄膜分光技术将植物吸收的光透过太阳能电池板供植物进行光合作用，其它的光用来发电。但目前将这种技术应用在设施农业大棚上，是否能完全不影响植物的正常生长还缺乏相应的前期实验研究，而且如何将分光技术与太阳能电池更科学地结合起来，也是一个新的课题，现在研究的很少，都在探索之中。

　　薄膜光伏太阳能农业大棚虽然在我国多个省份大大小小的已建成了20多个，但多数均是概念性的示范性工程。通过到山东、江西等地的示范点调研，发现建成的薄膜光伏太阳能农业大棚大多数均没有充分利用，棚内种植农作物很少，甚至只是一个能利用太阳能发电的大棚，棚内并没有任何农作物。当前，薄膜光伏太阳能农业大棚作为一种新生事物，仅是概念性的展示，并没有和实际农业生产紧密结合，没有起到既能利用太阳能发电，又能进行农作物生产一举两得的双赢效果。

　　由于目前大部分的薄膜光伏太阳能农业大棚仅是示范，所以棚内并没有相应的农业生产设施如降温和加温设施。我国大部分地区四季分明，夏天温度普遍很高，冬季温度又很低，如果建成的薄膜光伏太阳能农业大棚内没有相应的降温和加温设施，在炎热和寒冷的季节也很难保证能进行农作物的正常生产。而且大部分农业企业和农民种植者并不掌握太阳能电池的日常维护和保养技术，很多太阳能电池加工企业在建成大棚后并没有后续的运营保障技术服务，一旦太阳能电池出现问题就很难保证能正常运行，因此已建成的大部分薄膜光伏太阳能大棚存在应用效果不理想的状况。

　　薄膜光伏太阳能大棚能利用太阳能发电，发的电也能应用到棚内农作物相应生产设施上如降温和升温设施，但发电量与用电量并不匹配。比如在炎热的夏季和寒冷的冬天，太阳能发的电量远达不到农业生产用的电量，相反如果是在一般的天气，太阳能发的电量就会超过农业生产用电，就会存在多余的发电量。解决的办法就是与当地电网并网，但目前与当地电网并网存在成本高，并网要求条件苛刻等问题。

　　从表1看出，建设一个较小规模的薄膜光伏太阳能大棚也要几十万元，规模较大者可能需要几百万元，甚至上亿元。目前我国为了促进太阳能光伏产业的发展而开展的“金太阳示范工程”补贴比例最高为50%，这一比例应用在设施农业大棚上，依然存在投入成本太高，企业和个人承担的风险大，因此影响了薄膜光伏太阳能大棚大规模的推广应用。

　　因薄膜太阳能电池普遍采用双玻封装的方式，组件厚度为6-7mm，而常规光伏大棚所用保温玻璃厚度为4mm左右，两者厚度相差2-3mm，原有的农业大棚结构承重不能满足光伏组件的承重要求，需要对原有农业大棚结构进行改造和升级，这也导致薄膜光伏太阳能大棚的总体投入增加，限制了薄膜光伏太阳能大棚的大范围使用。

　　新世纪以来，我国设施农业快速发展，设施农业面积已从上世纪末的不足百万公顷发展到目前的300多万公顷，我国的各类农业大棚面积已稳居世界第一，其中高档玻璃温室、塑料大棚的建筑面积已高达200多万公顷以上。对于太阳能光伏产业来说，如果能将这些设施农业大棚的顶部空间充分利用，不仅可以节约大量的土地资源，还可以在不影响棚内农作物正常生产的情况下充分利用设施农业大棚本身作为太阳能光伏发电的建筑基础。产生的电力资源可以直接提供给大棚内的照明、卷帘机、灌溉设备、升温和降温设备等使用，还可以供给周围居民和农户生产和生活使用。

　　在当前石油价格不断上涨、能源危机频现，全球气候变暖、节能减排已成为时代主旋律的大背景下，大力发展绿色替代能源，发展低碳经济，促进和实现可持续发展已成为世界各国面临的共同选择。而大力发展太阳能光伏产业，充分利用太阳能发电是解决目前能源危机的最佳选择。薄膜光伏太阳能大棚既是工业项目，又是高效农业项目，具有高效利用太阳能发电，实现低碳农业发展和设施农业智能标准化生产等特点，为各地积极落实国家节能减排政策，发展绿色能源，缓解我国能源短缺问题开辟了一个崭新途径，并且对于促进农业转型升级，提高农业企业和农民收入也具有十分重要的意义。随着我国薄膜光伏太阳能电池技术的不断改进，太阳能光伏发电系统成本的逐渐降低，以及薄膜光伏太阳能电池在设施农业应用领域的关键技术攻关，以及国家扶持力度的不断加大，其在设施农业大棚上的应用前景会非常广阔。

　　杭州“十二五”提出要加快发展现代农业，以高产、优质、高效、生态、安全为发展导向，完善现代农业产业体系。其中一个重要方面就是要加快我市设施农业发展步伐，促进我市农业转型升级，优先发展低碳农业。

　　1、我市设施农业发展迅速，设施农业大棚面积可观，为发展薄膜光伏太阳能大棚提供了基础条件。

　　据统计，杭州各类设施栽培大棚面积有近6万余亩，其中高规格的大棚（玻璃温室）已超2万余亩，而目前我市所有设施栽培大棚均以塑料薄膜或普通玻璃覆盖为主。杭州地区光照比较充足，日照时数1800～2100小时，年平均太阳总辐射量在100～110千卡／平方厘米之间。据测算,一块1100mm*1400mm的薄膜光伏太阳能发电板平均每天能发电0.4度，一个占地一亩的大棚，一年理论上能发电近4万度。如果我市的设施栽培大棚大面积采用薄膜光伏太阳能大棚，一年理论上能发电上亿度，不仅能大量节约电力资源，实现低碳农业发展，而且对于改善棚内植物生长条件，发展智能化立体农业，调整农业产业结构，提高我市设施农业装备水平和设施农业单位产值均具有重要的实际应用价值。

　　薄膜光伏太阳能大棚的出现，为加快发展我市现代农业，提高我市设施农业装备水平，促进我市农业转型升级，优先发展低碳农业和智能化立体农业提供了良好的契机。

　　2、我市太阳能光伏产业快速发展，形成了有一定产业基础和技术储备的高科技太阳能光伏企业，为发展薄膜光伏太阳能大棚提供了技术支撑。

　　杭州“十二五”提出要大力发展太阳能光伏产业，加快以太阳能光伏为核心的新能源产业发展，加大绿色能源的示范与应用。特别是近两三年来，杭州太阳能光伏产业快速发展，形成了相当数量有一定产业基础和技术储备的高科技太阳能光伏企业。据统计，全市涉及太阳能光伏产业的企业有38家，形成太阳能电池产量约255MW，实现销售产值 26.17亿元。其中在薄膜光伏太阳能电池生产方面有天裕光能、正泰太阳能、万向太阳能、绿华能源、龙焱能源等一些核心竞争力强的企业引进了国外先进技术，建有技术先进的生产线；而且在光伏发电系统组件与应用领域也有天裕光能、正泰太阳能、万向太阳能、浙大桑尼能源、舒奇蒙光伏、联龙电子、龙驰幕墙等企业多有涉足。甚至在非晶微晶硅薄膜电池以及单晶硅薄膜电池的新产品研发方面也有企业和科研院所在进行技术攻关。总之，我市太阳能光伏产业的基础为大面积发展薄膜光伏太阳能大棚提供了有力技术支撑。

　　我市太阳能光伏企业以中小企业为主并严重依赖海外市场，据统计，太阳能光伏产业的产值有80%通过出口获得，有些企业甚至达到90%。近年来，由于美国金融危机的影响，加之去年以来的欧债危机不断蔓延，导致全球经济增速下降，海外消费市场明显下降，以致我市太阳能光伏企业出口量下滑。开拓国内市场成为太阳能光伏企业可持续发展的一个迫切要求，在国内传统光伏太阳能电池利用多依赖城市建筑如我市实行的“阳光屋顶示范工程”中的光伏建筑一体化、光伏屋顶、光伏电站、光伏路灯等，或占用大量土地发展太阳能，但这对于寸土寸金的杭州来讲已不可能，而光伏太阳能电池大量应用在设施农业大棚上有望成为我市太阳能光伏电池转向内销市场，大力拓展国内市场的一种新途径。

　　杭州提出今后要大力发展现代农业，就是要优先发展设施农业，发展精品农业。当前我市设施农业发展迅速，设施农业单位面积产值和农业大棚整体建设水平在全国位于前列，可观的设施农业大棚面积以及完整的太阳能光伏产业链为我市优先发展薄膜光伏太阳能大棚提供了硬件条件。

　　1、提高政府相关部门对发展薄膜光伏太阳能大棚的重视，加大财政资金资助比例

　　薄膜光伏太阳能大棚在我国才刚刚起步，全国仅少数几个省建有示范点，目前在我省还没有一家农业企业开展相关研究。要加强对薄膜光伏太阳能大棚的情报调研，引起政府相关部门的重视，在取得共识基础上，为了更好地推动薄膜光伏太阳能大棚在我市的应用与推广，使农民得到更多实惠，建议政府在参照“金太阳示范工程”项目补助50%的基础上，将资助比例提高到70%或更高。

　　2、建议政府科技部门设立专项资金，优先资助企业或科研院所联合开展相关技术研究

　　由于薄膜太阳能智能化立体农业是发展现代农业的一种新模式，也是一种新的探索，需要得到政府的大力支持，以及相关企业和科研院所的合作与共同研发。

　　其中薄膜太阳能电池分光性及其在农业大棚上的应用技术是提高太阳能利用效率的关键技术，研究内容涉及工、农业领域的多个学科，研究内容多、投入大，需要集成各方面的科技力量联合攻关，因此建议将薄膜太阳能电池在设施农业大棚上的应用性研究列入我市每年的科技支撑计划，设立专项资金给予支持。并鼓励农业企业或农业科研院所与光伏太阳能企业加强合作，开展前期技术研究和大规模应用的可行性研究。

　　3、加强薄膜光伏太阳能电池与不同大棚类型的技术融合研究，开发符合我市能大面积推广应用的不同类型的薄膜光伏太阳能农业大棚

　　近年来，我市设施农业发展迅速，设施农业大棚整体建设水平较高，有大面积生产蔬菜的一般农业大棚，也有生产高档花卉的设施装备水较高的智能化玻璃温室。要针对不同类型的农业大棚开展相关技术融合研究，使光伏太阳能电池均能应用在我市主流农业大棚上，达到成本较低、安装简单、操作方便、使用效果较好的目的。

　　4、加强光伏太阳能电池与LED在设施农业上应用的集成研究，为发展智能化立体精品农业提供优良的农业装备

　　光伏太阳能产业和LED产业同为我市重点发展和扶持的战略性新型产业，在我市未来经济发展中起着举足轻重的作用。将节能光源LED与太阳能光伏发电系统相结合应用在设施农业领域尤其是智能化的植物工厂，可以大幅度减少农业温室大棚对对常规能源的依附，实现设施农业的高效生产，必将是未来智能化植物工厂的一个重要发展方向。要鼓励企业和科研院所加强光伏太阳能电池与LED在设施农业上应用的集成研究，一方面可以提升我市设施农业的装备水平，为发展科技含量较高的智能化立体精品农业提供新型、高效、节能、环保型的农业装备，同时也为光伏太阳能产业和LED产业的可持续快速发展开拓广阔的国内市场。

　　由于薄膜光伏太阳能大棚的发电量存在与大棚内植物生产相应设备如风机、水泵、喷灌系统等用电量并不相匹配的时期，因此大棚内电网也需要接入当地电网，需要当地电力部门的支持与配合，降低一定入网条件，提拱技术支持。

　　薄膜光伏太阳能发电系统的寿命为一般为20 年－30 年，使用过程中无需投入。随着薄膜光伏太阳能电池技术的日渐成熟，太阳能电池成本的降低，以及系统集成技术的进一步完善，首次投入成本必然会逐渐降低。同时，国家大力提倡使用太阳能等清洁能源也会是太阳能光伏发展的巨大推动力，相信在我市各相关部门的重视和支持下，薄膜光伏太阳能电池在设施农业上的应用会有十分广阔的发展前景。

　　晶体硅电池和薄膜电池是光伏发电领域里的两大主力。薄膜电池是将一层薄膜制备成太阳能电池，其用硅量极少，更容易降低成本，同时它既是一种高效能源产品，又是一种新型建筑材料，更容易与建筑完美结合。在国际市场硅原材料持续紧张的背景下，薄膜太阳电池已成为国际光伏市场发展的新趋势和新热点。薄膜太阳能电池虽然早已出现，但由于光电转换效率低、衰减率较高等问题，前些年未引起业界的足够关注，市场占有率很低。随着其技术的不断进步，光电转换效率得到迅速提高，现在比几年以前迅速提升了30%-40%，虽然仍然与晶体硅电池相比有很大差距，但其用料少、工艺简单、能耗低，成本有一定优势，越来越被业界所接受，最近研制成功的透明薄膜电池甚至可以让窗户发电。

　　以非晶硅为例来说明薄膜电池的工作原理，非晶硅（a-Si)太阳电池是在玻璃(glass)衬底上沉积透明导电膜(TCO)，然后依次用等离子体反应沉积p型、i型、n型三层a-Si，接着再蒸镀金属电极铝(Al).光从玻璃面入射，电池电流从透明导电膜和铝引出，其结构可表示为glass/TCO/pin/Al，还可以用不锈钢片、塑料等作衬底。硅材料是目前太阳电池的主导材料，在成品太阳电池成本份额中，硅材料占了将近40%，而非晶硅太阳电池的厚度不到1μm，不足晶体硅太阳电池厚度的1/100，这就大大降低了制造成本，又由于非晶硅太阳电池的制造温度很低(～200℃)、易于实现大面积等优点，使其在薄膜太阳电池中占据首要地位，在制造方法方面有电子回旋共振法、光化学气相沉积法、直流辉光放电法、射频辉光放电法、溅谢法和热丝法等。特别是射频辉光放电法由于其低温过程(～200℃)，易于实现大面积和大批量连续生产，现成为国际公认的成熟技术。在材料研究方面，先后研究了a-SiC窗口层、梯度界面层、μC-SiC p层等，明显改善了电池的短波光谱响应.这是由于a-Si太阳电池光生载流子的生成主要在i层，入射光到达i层之前部分被p层吸收，对发电是无效的.而a-SiC和μC-SiC材料比p型a-Si具有更宽的光学带隙，因此减少了对光的吸收，使到达i层的光增加；加之梯度界面层的采用，改善了a-SiC/a-Si异质结界面光电子的输运特性.在增加长波响应方面，采用了绒面TCO膜、绒面多层背反射电极(ZnO/Ag/Al)和多带隙叠层结构，即glass/TCO/p1i1n1/p2i2n2/p3i3n3/ZnO/Ag/Al结构.绒面TCO膜和多层背反射电极减少了光的反射和透射损失，并增加了光在i层的传播路程，从而增加了光在i层的吸收.多带隙结构中，i层的带隙宽度从光入射方向开始依次减小，以便分段吸收太阳光，达到拓宽光谱响应、提高转换效率之目的。在提高叠层电池效率方面还采用了渐变带隙设计、隧道结中的微晶化掺杂层等，以改善载流子收集。

　　薄膜电池分很多种类。其中有非晶硅与微晶叠层的薄膜电池，其转化率可以达到9%；砷化镓，转化率一般在25%左右；碲化镉是市场比较活跃的投资项目，美国第一太阳能去年在世界的碲化镉产量和装机都是最高的。不同薄膜电池各有优势，比如砷化镓，其主要应用在太空，转换率非常高，最高可以到达35%以上，并且具有抗辐射的特性。一般来说，热能对砷化镓的影响不大，而晶硅电池遇极热将大幅降低发电效率。

　　薄膜电池最大的优势是其特有的弱光性，这是其它电池材料不具备的。光线强与光线弱的时候，晶体硅转换率差别很大。但薄膜却在光线较暗的情况下，依然能够产生电流。玻璃幕墙一般是垂直的，这样的光照角度必然影响其对光子的吸收，从而影响晶体硅的转换率。而薄膜的弱光性，即有光就可以发电的优势，确定其作为建筑幕墙的最好选择。薄膜电池的弱光性特性将使其适合做幕墙工程。所谓弱光性指的是电池设备对光子的吸收。对光子的吸收越多，转换率就越大。晶体硅转换率高低由太阳光强度以及其对太阳的角度决定，换言之，阳光强度越强；角度越准确，转换率越高。

　　近日据美国物理学家组织网报道，美国能源部布鲁克海文国家实验室和洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家们研发出了一种可吸收光线并将其大面积转化成为电能的新型透明薄膜。这种薄膜以半导体和富勒烯为原料，具有微蜂窝结构。相关研究发表在最新一期的《材料化学》杂志上，论文称该技术可被用于开发透明的太阳能电池板，甚至还可以用这种材料制成可以发电的窗户。这种材料由掺杂碳富勒烯的半导体聚合物组成。在严格控制的条件下，该材料可通过自组装方式由一个微米尺度的六边形结构展开为一个数毫米大小布满微蜂窝结构的平面。负责该研究的美国布鲁克海文国家实验室多功能纳米材料中心的物理化学家米尔恰·卡特莱特说，虽然这种蜂窝状薄膜的制作采用了与传统高分子材料（如聚苯乙烯）类似的工艺，但以半导体和富勒烯为原料，并使其能够吸收光线产生电荷这还是第一次。

　　据介绍，该材料之所以还能在外观上保持透明是因为聚合物链只与六边形的边缘紧密相连，而其余部分的结构则较为简单，以连接点为中心向外越来越薄。这种结构具有连接作用，同时具有较强的吸收光线的能力，也有利于传导电流，而其他部分相对较薄也更为透明，主要起透光的作用。研究人员通过一种十分独特的方式来编织这种蜂窝状薄膜：首先在包含聚合物以及富勒烯在内的溶液中加入一层极薄的微米尺度的小水滴。这些水滴在接触到聚合物溶液后就会自组装成大型阵列，而当溶剂完全蒸发后，就会形成一块大面积的六边形蜂窝状平面。此外，研究人员发现聚合物的形成与溶剂的蒸发速度紧密相关，这相应地又会决定最终材料的电荷传输速度。溶剂蒸发得越慢，聚合物的结构就越紧凑，电荷传输速度也就越快。