日本科學家研發新型有機光伏電池 可提高1.5倍轉化效率

2020-12-21 科創板日報

財聯社（上海，編輯 黃君芝）訊，日本廣島大學（Hiroshima University）的研究人員將各種聚合物和分子半導體混合在一起，作為光吸收劑，製造出了一種具有更高能效和發電能力的太陽能電池。這種太陽能電池被稱為有機光伏電池（OPV），是一種當光線照射到其光吸收器上時就會發電的設備。

眾所周知，太陽能電池的效率是通過比較發電量和入射到電池上的光量來確定的。這被稱為「光子收集」，也就是有多少光粒子被轉換成電流。太陽能電池的效率越高，其商業用途的成本效益和實用性就越高。

該研究團隊在本次實驗中只添加了少量能夠吸收長波長光的化合物，從而使OPV的效率比未添加版本高出了1.5倍。由於器件內部的光幹涉效應，該化合物能夠增強吸收強度。而如何分配它們是進一步提高發電效率的關鍵。

上述研究結果已於近期發表在了知名科學期刊《大分子》（Macromolecules）上了。其主要作者Itaru Osaka表示，「我們在OPV電池中添加了少量的敏化劑材料，該材料由我們之前開發的半導體聚合物和其他材料組成。」

「由於光幹涉效應引起的放大的光子吸收，導致光電流的明顯增加，從而導致功率轉換效率的提高。關鍵是要使用一種非常特殊的聚合物，這種聚合物可以使我們擁有非常厚的半導體OPV電池層，與薄層相比，明顯增強了光學幹涉效果。」

至於未來的工作，Osaka目前正著眼於突破最先進的太陽能電池的極限。他補充說，「我們的下一步是開發更好的半導體聚合物作為這類OPV的主體材料，以及更好的敏化劑材料，可以在更長的波長區域吸收更多的光子。這將使OPV電池實現世界上最高的效率。」

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