新的混合太阳能电池，电力效率增加和发电

时间：2021-12-21 11:52:06 来源：

ITIC选择性地位于PTZBT和PCBM结构域的界面，这导致了有效的电荷载体（光电流）生成。

日本广岛大学的研究人员将各种聚合物和分子半导体混合在一起，作为光吸收剂，以产生具有增加的功效和发电的太阳能电池。这些类型的太阳能电池，称为有机光伏（OPV），是当光入射在其光吸收器上时产生电的装置。通过比较将产生的电力达到多少光入射在细胞上的电力，确定太阳能电池的效率。这被称为“光子收获”，或者将许多光颗粒转换成电流。太阳能电池越高，细胞的成本效益和务实越高，用于商业用途。

高级科学和工程研究生院的团队仅增加了少量的化合物，这些化合物吸收了长波长的光，导致OPV比没有化合物的版本更有效的1.5倍。由于装置内的光学干涉效应，该化合物能够增强吸收强度。该小组继续证明它们是如何分配的，是进一步提高发电效率的关键。

（a）〜100nm厚，（b）〜400nm厚度。当半导体层（PTZBT / PCBM / ITIC）厚时，ITIC有三个“吸收点”，而当层薄时只有一个。这源于增强的光学干扰。

将非常少量的敏化剂材料添加到OPV电池中，该敏化剂由我们之前开发的半导体聚合物组成，以及本文的通讯作者的伊图鲁大阪及其与其他材料一起制成，11月2020年11月20日在Macromolecules中。

“这导致光电流的显着增加，从而引起的功率转换效率引起的放大光子吸收，其起源于光学干扰效果。键是使用非常特定的聚合物，允许我们具有用于OPV电池的非常厚的半导体层的聚合物，这与薄层相比显着提高了光学干扰效应。“

尽管如此，对于敏感剂，作为敏化剂的敏感性显示出类似于宿主聚合物PTZBT的外部量子效率，尽管只需将6wt％的ITIC添加到PTZBT / PCBM主体材料中。

至于未来的工作，大阪有他的眼睛推动了艺术太阳能电池状态的界限。

“我们的下一步骤是为这种类型的OPV和更好的敏化剂材料开发出更好的半导体聚合物作为这种类型的OPV和更好的敏化材料，其可以在较长波长区域中吸收更多光子。这将导致实现世界上opv细胞的最高效率。“

参考：“显着敏感的三元共混聚合物太阳能电池具有非常小的窄带隙第三组成部分，利用光学干扰”由Masahiko Saito，Yasunari Tamai，Hiroyuki Ichikawa，Hiroyuki Yoshida，Daisuke Yokoyama，Hideo Ohkita和Itaru Osaka，11月25日2020，macromolecules.doi：
10.1021 / ACS.Macromol.0C01787.

资金：日本科技署，日本促进科学学会

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