幫助有機(jī)太陽(yáng)能電池產(chǎn)生柱狀納米結(jié)構(gòu)的聚合物成分
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在科技的發(fā)展道路上,離不開(kāi)能源的助力,特別是再科技飛速發(fā)展的今天,而地球上的能源有限,就需要科研人員不斷開(kāi)發(fā)新能源,這就再當(dāng)下最需要研發(fā)太陽(yáng)能的使用。如果電荷可以有效地通過(guò)電池的各個(gè)組件,那么一種流行的基于聚合物的太陽(yáng)能電池可以產(chǎn)生更多的能量。一種新穎的三組分混合物可使導(dǎo)電太陽(yáng)能電池材料自對(duì)準(zhǔn)列,這提高了效率。反過(guò)來(lái),這使得可以制造的太陽(yáng)能電池的厚度增加了三倍以上,還不會(huì)降低高性能。
通過(guò)溶液處理的低成本,大面積可擴(kuò)展性是有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池的重要優(yōu)點(diǎn)。然而,由于聚合物半導(dǎo)體電荷遷移率的限制,典型的有機(jī)太陽(yáng)能電池需要小于100納米的活性層厚度以獲得最佳性能。這對(duì)解決方案的制造方式提出了巨大挑戰(zhàn),因?yàn)榇竺娣e涂層技術(shù)無(wú)法提供如此薄尺寸的結(jié)構(gòu)。
納米級(jí)材料中心和斯托尼布魯克大學(xué)團(tuán)隊(duì)證明,將第三種聚合物成分添加到有機(jī)太陽(yáng)能電池材料的二元共混物中會(huì)產(chǎn)生自組裝的柱狀納米結(jié)構(gòu)。這在層厚度超過(guò)300納米的設(shè)備中提高了電荷遷移率和光伏性能,是典型厚度的三倍以上。
詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)研究和模擬表明,聚合物組件之間的界面張力對(duì)于獲得可提供有效電荷提取途徑的自組裝柱狀納米結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。實(shí)際上,這種三元共混有機(jī)太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)具有被大面積制造成為商業(yè)材料的能力,因?yàn)閷?duì)于常規(guī)工業(yè)涂覆工藝而言,可以將器件制造得更厚。相信再過(guò)幾年到幾十年,當(dāng)人類利用太陽(yáng)能的技術(shù)很成熟的時(shí)候,這樣就有了無(wú)窮盡的能源供給社會(huì)的使用,再當(dāng)下就需要研究者更加努力研究新技術(shù)。