新型长效太阳能电池设计为发电窗户铺平道路

在一个研究由密歇根大学在美国，研究人员已经证明，一种新的透明友好的太阳能电池设计能够处理高效率，预计寿命为30年。这一创新可能会让窗户也能提供太阳能。

太阳能是自工业革命以来人类生产的最便宜的能源。在windows上使用这些设备后，您的建筑将成为一座发电厂.

Stephen Forrest，密歇根大学电气工程Peter A. Franken杰出大学教授，研究负责人

尽管硅在太阳能电池板效率方面仍处于领先地位，但它是不透明的。对于窗户友好型太阳能电池板，科学家们一直在分析有机或碳基材料。Forrest团队面临的挑战是如何阻止高效有机光转换材料在使用后迅速降解使用。欧洲杯足球竞彩

这种材料的强弱取决于将光生电子移动到电极的分子，电极是存储或使用太阳能的电欧洲杯足球竞彩路的入口点。

这些材料通常欧洲杯足球竞彩被称为“非富勒烯受体”，以区别于由纳米碳网组成的更强但效率较低的“富勒烯受体”。尽管太阳能电池由含硫的非富勒烯受体制成，可实现与硅竞争的18%效率，但它们不会持续很长时间。

该团队包括来自北卡罗来纳州立大学、浙江大学和天津大学的科学家，旨在改变这一状况。通过他们的实验，他们证明，当太阳光转换材料没有受到保护时，在同等条件下的头12周内，效率降到其原始值的40%以下太阳光的四旬斋。

非富勒烯受体产生非常高的效率，但包含很容易在高能光子下分解的弱键，特别是在阳光中常见的紫外线光子.

李永喜，研究第一作者和助理研究科学家，电子工程和计算机科学，密歇根大学欧洲杯线上买球

这篇论文发表在自然传播.

研究人员检查了这些未受保护的太阳能电池的退化情况，并意识到它们只需要在少数区域进行支撑。首先，他们必须阻挡紫外线。为了达到这个目的，他们在面向太阳的一面玻璃上添加了一层氧化锌——一种广泛使用的防晒霜成分。

靠近吸光区域的更薄的氧化锌层有助于将太阳能产生的电子带到电极上。然而，这也破坏了脆弱的光吸收器，所以研究人员创造了一层碳基材料称为IC-SAM的缓冲层。

此外，吸引带正电的“空穴”（电子腾出的空间）进入电路的电极也可以与光吸收器发生反应。为了保护侧翼，他们加入了另一层由富勒烯制成的类似足球的缓冲层。

然后，研究人员在不同强度的模拟阳光下检查了他们的新防御工事，从普通太阳到27个太阳，温度高达150华氏度。他们研究了在这些情况下，太阳能电池的性能是如何恶化的，并推断出30年后，太阳能电池仍将以80%的效率继续工作。

Forrest设想这些设备将是“来到你附近的一个窗口“在未来。他的团队已经将该模块的透明度提高到了40%。他们有信心达到60%的透明度。

他们还在探索提高效率的方法，从研究中看到的半透明模块达到10%的效率，接近于高透明度模块可能达到的15%。由于这种材料可以制成欧洲杯足球竞彩液体，所以制造成本会比较低。

该研究的一部分是在密歇根大学的Lurie纳米制造设施进行的。福雷斯特还是保罗·g·戈贝尔工程教授。他是物理学、电子工程和计算机科学、材料科学和工程的教授。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

这项研究得到了海军研究办公室和美国能源部能源效率和可再生能源办公室的资金支持。这项工作的许可证由Universal Display Corp.持有。Forrest拥有Universal Display Corp.的所有权权益，密歇根大学拥有经济权益。

期刊参考：

李,Y。,等（2021）内在运行寿命超过30年的非富勒烯受体有机光伏电池。自然通讯。doi.org/10.1038/s41467 - 021 - 25718 - w.

来源:https://umich.edu