科学家首次在有机太阳能电池中使用纳米复合薄膜 效率提高多达 3.5%

导读：马来西亚的科学家首次在有机太阳能电池中使用了基于氧化锌和聚乙烯醇的纳米复合薄膜。这些薄膜能够将光伏器件的效率提高多达3.5%。

马来西亚研究小组使用溶液浇铸法制造了一种有机太阳能电池，在聚乙烯醇(PVA)基质中具有不同浓度的氧化锌(ZnO)纳米颗粒。溶液浇铸法通常用于浇铸纳米复合聚合物薄膜，包括将聚合物和预聚物等量合并，并使它们溶于合适的溶液中。

在开发他们的电池时，马来西亚科学家使用ZnO作为预聚物来改善PVA聚合物的机械、电学和光学特性，该聚合物是通过添加去离子水制备的。他们声称这是第一次将ZnO/PVA纳米复合薄膜以其良好的光电性能而闻名，用于有机光伏电池。

溶液的不同样品分别在40摄氏度和60摄氏度的烘箱中保存1天和2天。所选样品的尺寸为130×60mm，厚度从0.025mm到0.1mm不等。这些被应用于基于铜(II)氧化物(CuO)层和碳掺杂氧化锌(C-ZnO)层的基本有机电池。

该电池在马来西亚的一个地方中午在32摄氏度的太阳直射下进行了户外测试。这些测量表明，电池的光学直接带隙随着聚合物基质中ZnO浓度的增加而减小，这也意味着整个PV设备的效率损失。ZnO/PVA纳米复合薄膜的厚度也会影响有机太阳能电池的效率，效率随着ZnO/PVA纳米复合薄膜厚度的增加而降低，学者进一步解释说。

在ZnO浓度最低的电池中发现最高效率，为13.57%，为14.25%，而在ZnO浓度最高的电池中报告的效率最低。在应用该薄膜之前，性能最佳的电池的效率为10.07%。

需要确定最佳干燥时间，以获得具有更好物理和化学特性的纳米复合薄膜，研究人员肯定地说，并指出未来的工作应着眼于提高ZnO/PVA纳米复合薄膜的沉积质量。该单元的应用程序尚未确定。然而，由于其强度，它可以用于汽车车顶应用，研究合著者ShaheerAhmedKhan表示。

将细胞在论文中描述的ZnO/PVA纳米复合膜的用于有机太阳能电池性能的调查，发表在materialstoday：议事录。该研究小组包括来自马来西亚国际大学的科学家。