日本廣島大學(xué)(Hiroshima University)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(yáng)能電池。這種太陽(yáng)能電池被稱(chēng)為有機(jī)光伏電池(OPV),是一種當(dāng)光線照射到其光吸收器上時(shí)就會(huì)發(fā)電的設(shè)備。
眾所周知,太陽(yáng)能電池的效率是通過(guò)比較發(fā)電量和入射到電池上的光量來(lái)確定的。這被稱(chēng)為“光子收集”,也就是有多少光粒子被轉(zhuǎn)換成電流。太陽(yáng)能電池的效率越高,其商業(yè)用途的成本效益和實(shí)用性就越高。
該研究團(tuán)隊(duì)在本次實(shí)驗(yàn)中只添加了少量能夠吸收長(zhǎng)波長(zhǎng)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(qiáng)吸收強(qiáng)度。而如何分配它們是進(jìn)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Itaru Osaka表示,“我們?cè)贠PV電池中添加了少量的敏化劑材料,該材料由我們之前開(kāi)發(fā)的半導(dǎo)體聚合物和其他材料組成。”
“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(qiáng)了光學(xué)干涉效果。”
至于未來(lái)的工作,Osaka目前正著眼于突破最先進(jìn)的太陽(yáng)能電池的極限。他補(bǔ)充說(shuō),“我們的下一步是開(kāi)發(fā)更好的半導(dǎo)體聚合物作為這類(lèi)OPV的主體材料,以及更好的敏化劑材料,可以在更長(zhǎng)的波長(zhǎng)區(qū)域吸收更多的光子。這將使OPV電池實(shí)現(xiàn)世界上最高的效率。”
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原標(biāo)題:日本科學(xué)家研發(fā)新型有機(jī)光伏電池 可提高1.5倍轉(zhuǎn)化效率