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X射线技术揭示有机太阳能电池内部机理

钜大LARGE  |  点击量:1234次  |  2018年08月05日  

X射线技术揭示有机太阳能电池内部机理

慕尼黑工业大学的研究人员利用X射线技术在分子水平上观察了有机太阳能电池的内部反应,从而可以用来提升太阳能电池的转化效率。

有机太阳能电池由有机分子组成,制约电池获得更多能量的一个关键因素为分子的排列方式。到目前为止,关于印刷过程中分子之间如何进行排列这一问题还没有相应的研究,而为了控制电池中各组分的排列方式,十分有必要从分子尺度研究这一问题。该小组的研究发现,印刷刚开始时,溶剂逐渐挥发而其它材料保留在溶液中,这一现象直接导致有机分子的浓度增加,直到电子供体开始结晶。同时,电子受体开始聚合。这一过程中,两种材料之间的距离已经确定,从而直接影响电池的效率。为了提高电池的效率,需要控制打印过程中的这一步骤。

研究人员将利用现有结果控制其它材料的排列方式,从而直接应用在工业生产领域,优化电池生产过程。

突破新记录的双结太阳能电池

近日,美国能源部下属的国家可再生能源实验室(NREL)与瑞士电子与微技术中心(CSEM)的研究人员共同开发出双结III-V族/硅太阳能电池,在将非集中太阳光转化为电能的效率方面创造了新纪录,达到29.8%。

这种太阳电池是由两种电池堆积构成的,其中上部分是由NREL开发的磷化铟镓(GaInP)太阳电池;下部分是由CSEM采用硅异质结(SHJ)技术开发的晶体硅电池。取得这项记录的关键是CSEM提出的新型双结太阳能电池结构设计。首次合作的结果进一步表明,通过组合NREL和CSEM的太阳能电池可以实现更高的效率。

该项研究工作的资金来自美国能源部办公室能源效率和可再生能源SunShot计划(旨在实现太阳能相对传统能源的成本优势)以及瑞士联邦和nano-tera.ch计划。

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