有効な有機性太陽電池を造る方法

August 7, 2018

7人の研究所からの25人の研究者は高性能の有機性太陽電池を設計するための規則を作成するために彼らの頭部をまとめました。研究はFeng高、Linkoping大学、スウェーデンのによって助教授導かれます。

カーボン ベースの材料からなされる有機性太陽電池は他の太陽電池の技術と比較される独特な利点を示します。例えば、それらは低価格の印刷の技術によって製造されたでも建物の統合で建築学上では使用することができる選択可能な色と半透明に作ることができます。柔軟性および低い重量はそれらを事の適用のインターネットのためのセンサーに動力を与えるために完全にさせます。

有機性太陽電池の開発に直面する主挑戦はそれらに通常大きいエネルギー損失があることです。

「私達は有機性太陽電池のエネルギー損失を最小にするためにある理性的な設計規則を作り出しました。これらの規則に従がって、私達は低負荷の損失の例の範囲を示し、高い発電の転換のefficencies」、Feng高を言います助教授、Linkoping大学のBiomolecularおよび有機性電子工学の部分の。

ある前に保持された考えに挑戦する設計規則はジャーナル性質材料の記事で出版されました。

これらの設計規則を使用して、有機性太陽電池は電気に変えられる太陽の放射のエネルギーの一部分を測定する力の変換効率に関して競争相手に追いつくと約束します。太陽電池で得ることができる太陽のエネルギーの一部分のための理論的な限界はおよそ33%です。ケイ素ベースの太陽電池との実験室の実験は25%をせいぜい達成しました。研究者は今まで有機性太陽電池のための限界がより低いことを信じました。

「しかし私達は今相違がないことがわかります--理論的な限界はケイ素から製造された太陽電池のための同じペロプスカイトかポリマー」、Olle Inganasを言います、biomolecularおよび有機性電子工学、Linkoping大学の教授です。

太陽からの光子が太陽電池の半導体ポリマーによって吸収されるとき、供給材料の電子は励起状態に上がり、電子が引き付けられて残る基底状態の穴は形作られます。これらの束縛電子および穴を分けるためには、アクセプター材料は加えられます。但し、このアクセプター材料は通常余分エネルギー損失、二十年のための有機性太陽電池のコミュニティに迷惑を掛けた問題で起因します。

性質材料の記事は非常に能率的な有機性太陽電池のためのエネルギー損失を最小にするために2つの基本的な規則を示します:--提供者とアクセプターの部品の間で相殺されるエネルギーを最小にして下さい。--ブレンドの低ギャップの部品に高いphotoluminescenceがあることを確かめて下さい。

米国、中国およびヨーロッパの7人の研究所の研究者は一部が前に報告され、他が全く新しいダースつの材料のまわりで一緒に作り出しました。彼らは前に信じられたものがに幾分相容れないのに新しい理論が実験結果と一致することを示すのにこれらを使用しました。

Feng高に加えて、Artemはインペリアル・カレッジ・ロンドンからのBakulinおよびジョージアの技術協会からのVeaceslav Coropceanu記事のまた対応する著者です。研究はスウェーデン、EU、米国および中国の源からの補助金によって融資され、また高度の機能材料の戦略的な率先、Linkoping大学のAFMの枠内で、遂行されました。

 

 源:毎日Seience