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有机太阳能电池的新曙光!

日期:2016-12-28

大家都知道太阳能电池用的硅等无机材料,但是其实现在太阳能电池已经不限于无机啦,新型的有机太阳能电池不仅轻便环保,还具有很强的柔性,而且可以做出各种形状和颜色,未来的有一天说不定大家手里都会有一块可以随意变形的彩色电池哦!

 

 

萨里大学的研究表明太阳能电池的效率已经可以提升3倍以上。

太阳能电池不仅灵活、轻便、环保,同时具有极强的可塑性。相对于一般的电池,可转换光能的太阳能电池在可移动能源设备领域更具竞争力。

近年来,科学家们一直试图增加电池的效率以使其能实现商业应用,例如应用于建筑玻璃幕墙的集成和发电等。萨里大学的研究人员已经实现了大面积有机太阳能电池的转换效率最高记录。

这一研究是由萨里大学先进技术研究院(ATI)牵头,在牛津大学、塞萨洛尼基亚里士多德大学(希腊)和斯图加特大学(德国)的合作下完成的。这一项目隶属于SMARTONICS,这是一个四年期的欧盟委员会FP7项目,旨在开发有机聚合物太阳能电池生产和印刷的大规模示范线。

发表于Advanced Electronic Materials的研究结果表明,有机太阳能电池内光敏层理化性质之间的依赖关系决定了其效率。在常用的低成本光敏层(电子材料P3HT与电子接受材料组合ICBA的组合)中,研究团队发现了由不同成分异构体组成的ICBA,这一特性在光敏层P3HT和ICBA的组成动力学和空间布局中是至关重要的,由此会产生不同的光电转换效率。

根据研究成果进行生产过程的个性化定制后,研究团队已经可以将他们的太阳能电池的效率从2.2%提升至6.7%,这是已报道的大面积设备中P3HT共混物所能达到的最高效率。

本文的通讯作者Ravi Silva教授说:“有机太阳能电池相较于传统的无机太阳能电池更具优势,尤其是当有机材料为P3HT时,P3HT的重要性就好比是有机太阳能电池的“果蝇”一般。除了柔性、轻便、环保,有机太阳能电池也有很大的设计空间。此外,相较于无机材料,有机太阳能电池间接转换光的效率更高,使得其在可移动设备领域(如互联网相关)更具竞争力。我们小组期待与更多的PhD以及研究人员一起共同扩大在这一领域的研究,这将对社会产生积极的影响。”

该论文的第一作者,博士生Dimitar Kutsarov表示:”这一研究标志着我们在材料同分异构体性质的认识上迈出了重要的一步,同时这也将使有机太阳能电池的效率得以提升。我们已经了解了同分异构体的分子空间排列有多重要,未来将有望推动P3HT基太阳能电池效率进一步提升。我们的研究结果将用于量级为米的有机太阳能电池的制备,这也是SMARTONICS项目的一大成功。”(材料人)

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