太阳能电池发电效率可提高30%

近日，来自美国北卡罗来纳州立大学和我国科学院的科学家组成联合研究团队设计出一种可以使太阳能电池发电效率提高30%的方法。同时，这种方法还具有简便、廉价等特点。相关研究日前发表于《先进材料》。

从广义上来说，高分子聚合物太阳能电池重要由两种材料组成—电子受体材料和电子供体材料。电池在吸收光能后，会出现被称为“激子”的能量粒子。为了提高电池的发电效率，激子在电子受体材料和供体材料之间运动时要保持尽可能多的能量。

此前有研究发现，调整电子供体最高已占轨道（HOMO）和高分子聚合物中最低未占轨道（LUMO）之间的差距，可以减少激子在运动过程中的能量损耗，进而提高太阳能电池的性能。实现这一过程的传统方法是在高分子聚合物分子主链中添加氟原子。不过，这种方法存在步骤复杂、难度大且成本高昂等缺点。

我国科学院化学家侯建辉（音）利用市面上常见的两种单体和一种较易合成的单体，制造出了一种名为PBT-OP的新型高分子聚合物。此后，美国北卡罗来纳州立大学的物理学博士后马伟（音），同时也是该项研究的通讯作者对这种物质进行了X光结构分析等研究。

研究发现，PBT-OP不仅比其他高分子聚合物更容易合成，而且其HOMO更容易控制。用PBT-OP制造的太阳能电池电压可达到0.78V，比太阳能电池高出0.6V。这也就意味着，新型太阳能电池的发电效率提高了36%