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日本科學(xué)家研發(fā)新型有機光伏電池,可提高1.5倍轉(zhuǎn)化效率

日本廣島大學(xué)(HiroshimaUniversity)的研究人員將各種聚合物和分子半導(dǎo)體混合在一起,作為光吸收劑,制造出了一種具有更高能效和發(fā)電能力的太陽能電池。這種太陽能電池被稱為有機光伏電池(OPV),是一種當(dāng)光線照射到其光吸收器上時就會發(fā)電的設(shè)備。

眾所周知,太陽能電池的效率是通過比較發(fā)電量和入射到電池上的光量來確定的。這被稱為“光子收集”,也就是有多少光粒子被轉(zhuǎn)換成電流。太陽能電池的效率越高,其商業(yè)用途的成本效益和實用性就越高。

該研究團隊在本次實驗中只添加了少量能夠吸收長波長光的化合物,從而使OPV的效率比未添加版本高出了1.5倍。由于器件內(nèi)部的光干涉效應(yīng),該化合物能夠增強吸收強度。而如何分配它們是進一步提高發(fā)電效率的關(guān)鍵。

上述研究結(jié)果已于近期發(fā)表在了知名科學(xué)期刊《大分子》(Macromolecules)上了。其主要作者ItaruOsaka表示,“我們在OPV電池中添加了少量的敏化劑材料,該材料由我們之前開發(fā)的半導(dǎo)體聚合物和其他材料組成?!?/p>

“由于光干涉效應(yīng)引起的放大的光子吸收,導(dǎo)致光電流的明顯增加,從而導(dǎo)致功率轉(zhuǎn)換效率的提高。關(guān)鍵是要使用一種非常特殊的聚合物,這種聚合物可以使我們擁有非常厚的半導(dǎo)體OPV電池層,與薄層相比,明顯增強了光學(xué)干涉效果?!?/p>

至于未來的工作,Osaka目前正著眼于突破最先進的太陽能電池的極限。他補充說,“我們的下一步是開發(fā)更好的半導(dǎo)體聚合物作為這類OPV的主體材料,以及更好的敏化劑材料,可以在更長的波長區(qū)域吸收更多的光子。這將使OPV電池實現(xiàn)世界上最高的效率?!?/p>

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