利用有机分子混合物吸收太阳光并将其转化为电能的太阳能电池

2019-10-10 10:18:14

利用有机分子混合物吸收太阳光并将其转化为电能的太阳能电池,可以应用于弯曲表面(例如汽车车身),由于这一发现对传统方法的关键挑战之一提出了挑战,因此太阳能电池的应用可能会更近一步。这些设备的组件。

基本的有机太阳能电池由夹在两个电极之间的有机半导体薄膜组成,该电极将有机半导体层中产生的电荷提取到外部电路中。长期以来,每个电极表面的100%应该导电以最大化电荷提取效率。

华威大学的科学家发现,有机太阳能电池中的电极实际上仅需要其表面积的1%即可导电,以使其完全有效,这为在太阳能电池之间的界面使用多种复合材料打开了大门。电极和光收集有机半导体层,以改善器件性能并降低成本。该发现于今天(9月11日)发布,发表在《高级功能材料》上。

大学化学系的负责人Ross Hatton博士说:“人们普遍认为,如果要优化有机太阳能电池的性能,则需要最大化电极与有机半导体之间的界面面积。我们问那是否真的是真的。”

研究人员开发了一种模型电极,他们可以系统地改变其表面积,并发现,当高达99%的表面电绝缘时,只要导电,电极的性能仍然与表面的100%一样好。地区之间相距不远。

高性能有机太阳能电池在电极与光收集有机半导体层之间的界面处具有其他透明层,这些透明层对于优化设备中的光分布并提高其稳定性至关重要,但还必须能够将电荷传导至电极。这是一个很高的要求,并且没有多少材料可以满足所有这些要求。

这项由Leverhulme Trust资助的专案的博士后研究员Dinesha Dabera博士解释说:“这项新发现意味着绝缘体和导电纳米粒子(例如碳纳米管,石墨烯碎片或金属纳米粒子)的复合材料可能具有巨大的潜力,提供增强的设备性能或更低的成本。

“有机太阳能电池已经接近商业化,但还远远没有实现商业化,因此任何可以让您进一步降低成本同时提高性能的东西都将有助于实现这一目标。”

哈顿博士将在本周的英国科学节上接受英国青年气候联盟的塞雷娜·巴沙尔(Serena Bashal)的采访,他解释说:“我们所做的是证明这种太阳能电池的设计规则,这将大大扩大设备中材料选择的可能性,因此有助于实现其商业化。''

有机太阳能电池可能非常环保,因为它们不包含有毒元素,并且可以使用卷对卷沉积在低温下进行处理,因此碳足迹极低,能源回收期短。

Hatton博士解释说:“对太阳能电池的需求正在迅速增长,这种太阳能电池可以支撑在轻质且颜色可调的柔性基板上。传统的硅太阳能电池非常适合太阳能场和建筑物屋顶中的大规模发电,但是有机太阳能电池不能放置在弯曲的表面上,并且非常轻巧,低矮,无法满足电动汽车的需求,也无法与建筑的窗户集成在一起,而不再是利基应用。

“这一发现可能有助于使这些新型的柔性太阳能电池早日实现商业化,因为它将为此类太阳能电池的设计人员提供更多可使用的材料选择。”

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