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日本科学家研发新型有机光伏电池,可提高1.5倍转化效率
日本科学家研发新型有机光伏电池,可提高1.5倍转化效率
  • 发布时间:2021-01-29 16:44

日本科学家研发新型有机光伏电池,可提高1.5倍转化效率

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日本广岛大学(HiroshimaUniversity)的研究人员将各种聚合物和分子半导体混合在一起,作为光吸收剂,制造出了一种具有更高能效和发电能力的太阳能电池。这种太阳能电池被称为有机光伏电池(OPV),是一种当光线照射到其光吸收器上时就会发电的设备。


众所周知,太阳能电池的效率是通过比较发电量和入射到电池上的光量来确定的。这被称为“光子收集”,也就是有多少光粒子被转换成电流。太阳能电池的效率越高,其商业用途的成本效益和实用性就越高。


该研究团队在本次实验中只添加了少量能够吸收长波长光的化合物,从而使OPV的效率比未添加版本高出了1.5倍。由于器件内部的光干涉效应,该化合物能够增强吸收强度。而如何分配它们是进一步提高发电效率的关键。


上述研究结果已于近期发表在了知名科学期刊《大分子》(Macromolecules)上了。其主要作者ItaruOsaka表示,“我们在OPV电池中添加了少量的敏化剂材料,该材料由我们之前开发的半导体聚合物和其他材料组成。”


“由于光干涉效应引起的放大的光子吸收,导致光电流的明显增加,从而导致功率转换效率的提高。关键是要使用一种非常特殊的聚合物,这种聚合物可以使我们拥有非常厚的半导体OPV电池层,与薄层相比,明显增强了光学干涉效果。”


至于未来的工作,Osaka目前正着眼于突破最先进的太阳能电池的极限。他补充说,“我们的下一步是开发更好的半导体聚合物作为这类OPV的主体材料,以及更好的敏化剂材料,可以在更长的波长区域吸收更多的光子。这将使OPV电池实现世界上最高的效率。”


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