提高有机太阳能电池的效率

合作进行的研究的结果开大学的技术和一些合作者大学多慢电子倾向于减少新的有机太阳能电池的功效。

研究成果报告自然通讯日报》。

在未来,光伏发电将能源网的关键。传统的太阳能电池,如那些基于硅,一个著名的半导体材料,已经广泛应用先进的地步。然而,当他们需要高真空和高温,其生产是很困难的。

需要5年的能量被用于生产操作所抵消。这就是依赖有机半导体太阳能电池可以发挥作用,因为他们可以印刷在一个能源和节约成本的方法。

但也有局限性,需要精心分析。教授的研究小组由光学和光子学的凝聚态(Carsten Deibel头:教授博士)技术分析了开大学的主要因素是至关重要的权力制约的有机太阳能电池。

该研究的主要作者是克里斯托弗•Wopke研究员光学和光子学的教授开大学凝聚态的技术。

拜罗伊特大学的研究人员,伯尔尼(CH),达勒姆(英国),埃尔兰根和先进的光源伯克利实验室(美国)与Wopke合作研究。在其他事情上,研究小组发现这一事实运输阻力严重限制了有机太阳能电池的性能。

这种结果的意义发展的高效太阳能电池使大规模生产的能量转换过程中尤其明显。

有机半导体硅同行不同,可以在室温下利用印刷生产流程。他们需要大大减少能源生产以及相当程度的光电转换效率。

小说有机太阳能电池正接近20%在实验室条件下的效率。这使得它们在日益竞争的方式。

至关重要的运输阻力

在太阳能电池,有机半导体有可能捕获阳光很好,然后有效的太阳能转化为电能,有一个神奇的能量平衡。但是,电荷载体的低流动性出现在这些材料仍然是一个重要的技术任务。欧洲杯足球竞彩

这是由于这一事实效率和电导依赖它。著名的挑战是,缓慢的电荷载体应该从有机太阳能电池中提取重组之前发生。这是唯一的方法可以利用太阳能发电。

另一个困难是由研究人员只经历了几年前从弗莱堡和波茨坦有机太阳能电池。失去了光电压的最大力量是由于缓慢移动的电荷载体。

这种损失变得非常明显,有机太阳能电池,而消极地影响效率。获得洞察这种损失机制的意义,也就是说,电压损失的运输阻力,才真正成为明显的发表,目前提出的开的科学家。

更多的缺陷,由于有机材料的老化

有效的有机太阳能电池,包括分子和聚合物的混合物称为non-fullerene受体,在各种加速方法。参与研究人员检查这样的光伏设备利用互补的技术。

高温热加速退化,我们能够表明,吸收材料的属性和接口仍然非常稳定。

Carsten Deibel博士,教授,开科技大学

吸收剂材料被称为吸光层。

两种半导体的界面解释所有地区倾向于接触电极。一个排除缺陷状态的体内形成的纳米结构的变化导致光敏层,该团队能够注意,Deibel。

研究小组发现,连接的运输阻力的增加被认为是减少填充因子的主要原因,由于加速热降解。

填充因子是三个因素之一被用来确定太阳能电池的性能。较低的填充因数引起老化减少能量转换的效率。

Wopke强调,“我们需要大量的补充方法区分吸收层的变化和电极的接口,以及重组和运输之间的电阻。因此,所有团队的多学科专业知识是无价的”。

我们研究的重要发现之一是,运输阻力是一种限制性能主导机制在现代有机太阳能电池需要解决的问题。甚至刚加工光伏设备显示这个损失,可以克服甚至一点点的抑制陷阱的形成。

Carsten Deibel博士,教授,开科技大学

期刊引用:

Wopke, C。等。(2022)陷阱和运输阻力稳定的下一个前沿non-fullerene受体太阳能电池。自然通讯。doi.org/10.1038/s41467 - 022 - 31326 - z。

来源:https://www.tu-chemnitz.de/index.html.en