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博亚体育app - 官方入口—对聚合物太阳能电池效率低的研究分析

来源:亚搏手机版app下载体育官网点击: 发布时间:2022-04-13 23:30
本文摘要:据《科学日报》近日报导,一组来自北卡罗来纳州州立大学和英国的研究人员找到,聚合物太阳能电池技术的能源转化成效率较低是由太阳能电池自身的结构导致的。他们期望其研究成果需要协助生产更加高效的太阳能电池。该研究结果刊出在了《先进设备功能材料和纳米文学》网络版上。 聚合物太阳能电池所用于的原料多为塑料包装材料、管道、家庭用品和玩具等。单体太阳能电池的工作原理是利用有机化合物从阳光产生电能。当相同波长的阳光太阳光在太阳能电池的半导体材料上时,它产生电子和带上正电的空洞。

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据《科学日报》近日报导,一组来自北卡罗来纳州州立大学和英国的研究人员找到,聚合物太阳能电池技术的能源转化成效率较低是由太阳能电池自身的结构导致的。他们期望其研究成果需要协助生产更加高效的太阳能电池。该研究结果刊出在了《先进设备功能材料和纳米文学》网络版上。

  聚合物太阳能电池所用于的原料多为塑料包装材料、管道、家庭用品和玩具等。单体太阳能电池的工作原理是利用有机化合物从阳光产生电能。当相同波长的阳光太阳光在太阳能电池的半导体材料上时,它产生电子和带上正电的空洞。

为了产生外部电流,必需将电子与空洞分离出来,从而使电子需要跑出。聚合物太阳能电池的活跃层由两种材料包含,一种需要传导空洞,一种需要传导电子。理想状态下拒绝接受电子的聚合物要置放贡献电子的聚合物之上,使其相似阴极,从而使得尽量多的电子需要跑出。

  虽然,聚合物太阳能电池在将太阳光转化成为电能方面没硅电池高效,只有3%左右,而现有太阳能技术的光电转化率则超过了15%-20%,但是,它们质量轻巧且价格低廉,因此应用于也十分普遍。然而,聚合物太阳能电池不存在挑战,因为如果这些聚合物在纳米级别没排序得很好,电子就无法跑出电池,产生电流。  研究人员物理学教授哈拉尔德.爱德博士称之为:太阳能电池应当充足薄,这样不利于更好地汲取太阳光中的光子,但其内部结构应当充足小,以提供更好的能量也就是说,唤起性电子需要到达电荷分离出来、能量转化成的地点。他还更进一步说明称之为,太阳能电池提供到光子,但是如果唤起性电子离得太远,且两个有所不同塑料材质的界面又过于坚硬的话,就不会导致电荷分离出来的效率不低,因此导致能量的损失。

  为使太阳能电池的转化成效率更高,爱德称之为:吸取光子的涂层的厚度应当为150-200纳米(1纳米相当于人类纹路宽度的1/1000),唤起性电子距电荷分离出来地点的行程有误10纳米。但聚合物太阳能电池目前的结构妨碍了这一进程,在我们所研究的聚合物系统中,唤起性电子的最短行程是80纳米,且两种塑料导体间的接触面融合得并不森严,这就使得唤起性电子或电荷卡在这里。

因此,我们必须寻找并生产内部结构更加小、且接触面更加森严的聚合物太阳能电池的方法。  与此同时,爱德及其研究小组也在对其他有所不同类型的聚合物太阳能电池展开研究,看其转化成效率较低否同属一个结构问题,期望其研究数据需要协助化学家和制造商提升能效。现在我们明白为何现存的技术无法像预期的那般奏效,下一步我们将进一步提高我们的研究,提升光电切换效率水平,最后将据此原作我们研究和生产的方向。

  据报,该研究由美国能源部以及英国工程和物理学研究委员会资助。


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