有機染料可以大幅提高有機太陽能電池的效率
慕尼黑工業(yè)大學的一個研究小組通過加入有機染料,在有機太陽能 電池技術方面取得了重大進展。這些染料促進了對能量轉(zhuǎn)換至關重要的激子運動,從而提高了太陽能電池的效率。他們的工作為有機太陽能電池和發(fā)光二極管開辟了新的可能性,為更可持續(xù)的能源解決方案提供了潛力。 太陽為地球提供了大量能量,但太陽能電池總會損失一部分能量。這是使用有機太陽能電池的一個障礙,尤其是對那些在創(chuàng)新應用中可行的太陽能電池而言。 提高有機太陽能電池效率的一個關鍵因素是改善材料中積累的太陽能的傳輸。慕尼黑工業(yè)大學(TUM)的一個研究小組現(xiàn)已證明,某些有機染料可以幫助建立能量通過的"虛擬高速公路"。 有機太陽能電池是一種輕型、極薄的能量收集器,作為一種柔性涂層,幾乎適用于任何表面: 基于有機半導體的太陽能電池開辟了一系列應用可能性,例如,可卷起的太陽能電池板和薄膜,或用于智能設備。 但許多應用的一個缺點是,材料內(nèi)部收集的能量傳輸相對較差。研究人員正在研究有機太陽能電池的基本傳輸過程,以找到改善這種傳輸?shù)姆椒ā?span style="display:none"> _hJ+8B^` 德國慕尼黑工業(yè)大學光譜學理論方法教授弗蘭克-奧特曼(Frank Ortmann)就是研究人員之一。他和他來自德累斯頓的同事們最關注的是光與材料之間的相互作用,尤其是所謂的激子的行為。 身為"電子轉(zhuǎn)換"卓越小組成員的奧特曼解釋道:"激子就像是太陽的燃料,必須以最佳方式加以利用,身為"電子轉(zhuǎn)換"卓越小組成員的奧特曼解釋道。當光子形式的光能與太陽能電池材料碰撞時,會被吸收并緩沖為激發(fā)態(tài)。這種中間狀態(tài)被稱為激子"。 這些電荷在到達專門設計的界面之前不能用作電能。奧特曼和他的團隊現(xiàn)在已經(jīng)證明,可以使用有機染料創(chuàng)建所謂的激子傳輸高速公路。 奧特曼說:"讓激子盡快到達這一界面之所以如此重要,是因為它們的壽命很短。傳輸速度越快、針對性越強,能量產(chǎn)量就越高,太陽能電池的效率也就越高。" 這種有機染料分子被稱為醌型花青素,由于其化學結(jié)構和出色的吸收可見光的能力,使其成為可能。因此,它們也適合用作有機太陽能電池的活性層,奧特曼解釋說。 |