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導(dǎo)讀 中國(guó)科學(xué)院(CAS)青島生物能源與生物過程技術(shù)研究所(QIBEBT)的研究人員最近對(duì)三元有機(jī)太陽能電池(TOSC)的材料進(jìn)行了調(diào)整，并實(shí)現(xiàn)了與傳統(tǒng)太...

中國(guó)科學(xué)院(CAS)青島生物能源與生物過程技術(shù)研究所(QIBEBT)的研究人員最近對(duì)三元有機(jī)太陽能電池(TOSC)的材料進(jìn)行了調(diào)整，并實(shí)現(xiàn)了與傳統(tǒng)太陽能電池同類產(chǎn)品相當(dāng)?shù)男省?/p>

研究結(jié)果于7月31日發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上。

有機(jī)光伏太陽能電池(OSC)是一種使用有機(jī)材料(通常由小分子或聚合物組成)將陽光轉(zhuǎn)化為電能的太陽能電池，這與使用晶體硅或其他無機(jī)材料的傳統(tǒng)無機(jī)太陽能電池不同。

OSC 的主要優(yōu)勢(shì)之一是其靈活性和重量輕。它們可以使用基于解決方案的工藝(例如噴墨印刷)以柔性卷筒而非剛性面板的形式廉價(jià)制造，從而適用于傳感器、便攜式充電器或可穿戴電子產(chǎn)品等多種應(yīng)用。OSC 還可以設(shè)計(jì)為半透明或各種顏色，從而與建筑物、窗戶或其他結(jié)構(gòu)融為一體。

然而，OSC 的功率轉(zhuǎn)換效率 (PCE) 低于無機(jī)太陽能電池。TOSC在一定程度上改變了這種情況。與由供體材料和受體材料組成的傳統(tǒng)二元有機(jī)太陽能電池不同，TOSC 包含額外的第三種成分，通常稱為“客體”。引入該客體組件是為了優(yōu)化太陽能電池運(yùn)行的各個(gè)方面，從調(diào)整電池的內(nèi)部能量流到改進(jìn)電池將光轉(zhuǎn)換為電能的方式。

對(duì)于 PCE 增益特別令人感興趣的是，客體成分還可以拓寬可吸收的光譜。通過選擇吸收供體或受體未覆蓋范圍內(nèi)的光的客體材料，可以增加電池的總體太陽光吸收。同時(shí)，可以很好地調(diào)節(jié)共混膜的形態(tài)，其中激子解離、電荷產(chǎn)生和傳輸進(jìn)行。

鑒于客體組件可以發(fā)揮許多不同的功能，其在太陽能電池“三明治”或矩陣中的特定位置可以從根本上改變性能。該研究的合著者李永海說：“根據(jù)其位置，客體組件要么可以閃電般地快速傳輸能量，要么有助于捕獲更多的陽光。”

研究人員認(rèn)為他們已經(jīng)取得了相當(dāng)大的實(shí)驗(yàn)成功，但這些成果的驅(qū)動(dòng)力在理論上仍然不太清楚。展望未來，研究人員希望更好地闡明這些潛在機(jī)制。

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