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SEAS工程师开发效率更高的太阳能电池

 

Andre Taylor实验室的研究人员开发了一种效率更高的太阳能电池,其转换效率达到22.5%,高于传统的有机太阳能电池。该研究发表在《Journal of Materials Chemistry A》杂志。

如今大多数太阳能电池是由硅制作的。但是聚合物太阳能电池成本更低,重量更轻,因此成为一种非常具有竞争力的选择。但最大的问题是,其转换效率并不高。但是,由于聚合物材料的柔韧性更好,因此研究人员希望找到克服其短板的方法。“我们尝试找到一种新方法来提高其效率,以期能够和硅太阳能电池一样。”Taylor说。在2013年发表在《自然》上的一篇研究中,Taylor实验室首次证明这是可以实现的。

传统的有机太阳能电池具有一个聚合物,这种聚合物可充当电子给体,同时富勒烯衍生物作为电子受体。Ternary电池具有两个给体和一个受体,或者两个受体和一个给体。然而,由于给体能优先响应光吸收,因此通常情况下更多采用的是前一种。最近的研究则采用两种聚合物,P3HT  PTB7。一方面,这两种聚合物可互补:P3HT吸收蓝绿光谱,而PTB7则主要吸收黄红光谱,因此两者组合可以吸收可见光大部分。除了独立工作以外,两种聚合物还能促进Förster共振能量转移。

问题是如何能让两种聚合物材料保持一致。“我们将两种材料混合在一起,因此他们可以复合在一起。”TengHooiGoh说。“光学方面它们可以工作得很好,但是当取向不对时,不利于电子运输。”Taylor说。为了解决这个问题,研究人员使用了一种溶剂蒸汽热处理技术。更常见的一种技术是热力学退火,但是热量对聚合物的性能不利。Goh认为SVA能有效解决复杂聚合物系统中的一些问题,从而将有机光伏器件的效率提高到一个新高度。

新材料在线编译整理——翻译:杨超    校正:摩天轮

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