08.14 17.3%!Science:我國科學家新成果為有機光伏電池創造新效率記錄

一個由幾家中國研究機構組成的研究小組為有機光伏電池創造了新的效率記錄

。在線發表在Science雜誌上的論文中,他們描述了他們的研究方法和取得的成效。

在過去的幾年裡,科學家們一直試圖找到一種能夠提高有機光伏電池效率的方法,但他們的研究卻總是被有機材料的電荷特性所阻礙。有機材料不僅更清潔,而且還有其他潛在的好處,比如允許使用在更輕量化的電池中,同時這種有機材料也可以進行彎折,這使得它們能夠在更多的領域中應用。但有研究證明,與無機材料電池相比,有機光伏電池的效率很低——有些人甚至表示,它們的改善幅度可能永遠不會超過15%。相比之下,含硅的光伏電池效率提升幅度在18%到22%之間。在這項新的研究中,中國的研究人員聲稱已經找到了一種方法來製造一種新的有機光伏電池,測試效率為17.3%

研究人員在報告中說道,他們成功的關鍵在於使用他們自行開發的模型,通過這種模型來預測哪種材料可以進行多層利用。有機光伏電池依靠使用成對的有機分子材料,這對材料中一種用來吸收光並釋放出一個電子,另一種則奪取釋放的電子。由於這種排列方式,有機電池使用由不同材料層製成的串聯電池製成。研究人員認為,過去提高效率的努力並沒有取得理想的結果,主要是因為可供使用的材料選擇不當。他們認為能夠有效提高效率的方法是尋找新材料,新材料的多層利用可以提高效率。這就是他們的模型發揮作用的地方。

研究人員報告說道,他們的模型是基於理論分析研究,主要是通過研究兩種材料在將太陽光轉換為電能的效率,並對兩種材料的協同作用進行評級來分析研究。他們同時在報道中寫到相信使用他們的方法有一天能發現能夠使太陽能電池達到25%效率的材料。然而,有他們的模型得到的有機材料具有一個顯而易見的缺陷——耐久性不足,因為團隊使用的測試電池在連續使用166天后開始降解。


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