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在塑料太阳能电池的生产过程中增加额外的溶剂,为什么就能使其转换效率提高2或3倍?针对这个问题,荷兰埃因霍温理工大学(TU/e)的研究人员们如今已经找到答案了。
额外的溶剂所扮演的角色,就像混合在面团中的发酵粉。过去十年来,增添溶剂如何作业的原理一直并不明朗,如今TU/e的研究人员们在最近一期的《自然通讯》中解释了这一机制,并为塑料太阳能电池的发展开启了一个新方向。
塑料太阳能电池或有机太阳能电池使用了聚合物,以取代一般所使用的矽晶,将能量转换成电能。利用塑料作为基本材料降低了这些太阳能电池的成本和重量,并使其具有弹性。但是所产生的电池效率约10%,仍然低于商用矽晶太阳能电池所能达到约15至20%的效率。
大约在十年前,研究人员偶然发现,在塑料太阳能电池的生产过程中增加额外的溶剂(共溶剂),能够使其转换效率提高2至3倍。TU/e教授RenJanssen解释,这些共溶剂如今已用于各种塑料太阳能电池了,但一直没有人真的知道为什么它能带来这么好的转换效率。
据了解这跟太阳能电池的形态有关——即电池中随着阳光作用而移动的电子之间两种混合塑料元件的实际结构。两种有机材料的组成都会在生产过程中溶解,其后则蒸发并且变硬。而这种神秘的共溶剂通常必须在蒸发前加进溶剂中。
由Ren Janssen为主导的TU/e研究人员们利用一种光学技术组合,找到了确切的答案。如果未添加共溶剂,在塑料混合物硬化过程中将会形成较大液滴。这些液滴并不利于电子传输,从而影响太阳能电池的效率。在溶液中添加越多的共溶剂,形成的气泡越小直到完全消失。
研究人员还发现其成因。在硬化过程中会出现两种效果,Janssen解释:一是溶液蒸发,以及聚合物呈现折叠的结构。我们看到共溶剂可以在更早的阶段开始让这种折叠过程出现,这意味着终于不会再形成气泡了。共溶剂便是以这种方式扮演像发酵粉一般的角色,改善了混合物的结构,从而有助于提高太阳能电池的效率。
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太阳能是绿色环保可持续清洁能源,太阳能光伏发电已成为新兴产业。利用晶硅等无机半导体的传统光伏发电造价昂贵,科学家便把目光转向有机材料太阳能电池领域。如何实现更高的光电转化效率,设计制备新的有机光电材料,需要弄清楚发电的微观过程。近日,南京大学物理学院团队的一项最新成果,揭示了高效
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随着世界范围内对新能源的需求,廉价环保的聚合物太阳能电池逐渐受到关注,但是一般的聚合物太阳能电池能量利用率较低。日前,RIKEN中心和京都大学高分子化学系研发了一种在光电转换过程中,可有效减少太阳能光子能量损失的聚合物。来自日本的研究团队探索出了一种新型的将太阳能更加有效地转换为电能
背包上喷涂一种材料,人们一边走路一边就能给手机、MP3等充电;公交车站防雨棚上覆盖这种材料,乘客就可以一边等车一边给手机充电。这不是科幻电影,而是发生在美国洛杉矶的真实场景。这种神奇的材料就是塑料太阳能电池材料——继晶体硅、无机薄膜之后的第三代太阳能电池材料。而现在,这种被称为太阳能发电行业未来宠儿的材料也已在国内实现了产业化。上周,南京化工园紫金科创特区传出消息,位于该特区的南京欧纳壹有机光电公司已经成功试生产出有机薄膜太阳能电池材料。欧纳壹公司董事长肖淑勇博士表示,相对于晶体硅和无机薄膜而言,纳米级的第三代塑料太阳能电池材料
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12月6日讯,美国研究人员发现了一种轻薄的染色塑料薄片,可削减太阳能电池的成本,而且可使太阳能电池输出能量实现倍增。据麻省理工《科技创业》杂志周四报道,美国伊利诺伊大学研究人员使用染色的塑料薄片收集阳光,并将其集中到一个由砷化镓制成的太阳能电池里,从而可以使电池的输出能量增加一倍。目前,研究人员已经证明该方法适用于单一太阳能电池,但他们计划做出更大的,点缀着许多微小的太阳能电池阵列的塑料片。该方法既可让太阳能电池板产生更多的电力,又可通过减少光伏材料的消耗而使面板成本降低。
据美国物理学家组织网报道,美国得克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员表示,根据有关太阳能能量转换机制的全新研究,利用一种有机塑料半导体材料,可使传统太阳能电池的效率显著增加,从31%提升至44%。相关研究报告发表在2011年12月16日出版的《科学》杂志上。领导这一研究的该校化学系教授朱晓阳(音译)及其团队发现,利用一种有机塑料半导体材料,可使从太阳光子收获的电子数量增加一倍。朱教授表示,塑料半导体太阳能电池的生产具有很大优势,其中之一就是成本较低。新材料开启了太阳能能量转换的新途径,从而让能量转换效率达到更高。目前使用的晶硅太阳能电池的最大理论
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