日本廣島大學的研究人員將各種聚合物和分子半導體混合在一起作為光吸收材料，制造出一種能提高功率效率和發(fā)電量的太陽能電池。這些類型的太陽能電池，被稱為有機光伏(OPV)，是當光入射到它們的光吸收器上時產(chǎn)生電能的裝置。太陽能電池的效率是通過比較產(chǎn)生的電能和入射到電池上的光的多少來決定的。這被稱為“光子收獲”，即有多少光粒子被轉換成電流。太陽能電池效率越高，其商業(yè)用途就越經(jīng)濟實用。

　　高級科學與工程研究生院的研究小組只添加了少量的一種能吸收長波長光的化合物，產(chǎn)生了比沒有這種化合物的版本效率高1.5倍的OPV。由于器件內部的光干涉效應，該化合物能夠提高吸收強度。該小組接著指出，如何分配這些燃料是進一步提高發(fā)電效率的關鍵。

　　論文的通訊作者大阪義大郎(ItaruOsaka)在2020年11月發(fā)表在《大分子》雜志上，他說：“向OPV電池中添加極少量的敏化材料，這種材料由我們先前開發(fā)的半導體聚合物和其他材料組成。”。

　　“這導致光電流顯著增加，從而由于光干涉效應產(chǎn)生的放大光子吸收而提高了功率轉換效率。關鍵是要使用一種非常特殊的聚合物，這種聚合物使我們能夠為OPV電池提供非常厚的半導體層，與薄層相比，它顯著增強了光干擾效應?！?/p>

　　至于未來的工作，大阪將目光投向推動最先進太陽能電池的發(fā)展。

　　“我們的下一步是開發(fā)出更好的半導體聚合物作為這類OPV的主體材料，以及能夠在較長波長區(qū)域吸收更多光子的更好的敏化材料。這將使OPV電池實現(xiàn)世界上最高的效率?！?/p>

　　鈣鈦礦中添加有機顏料可提高電池穩(wěn)定性和效率

　　佛羅里達州的一個的研究小組正在研究將新舊材料混在一起的太陽能電池。

　　化學教授BiwuMa和他的團隊發(fā)表了一項新的研究，表明如果你在鈣鈦礦太陽能電池中添加一點已有的有機顏料，就會提高電池的穩(wěn)定性和效率。

　　這項研究發(fā)表在《AngewandteChemie》雜志上。

　　“顏料豐富，成本低，而且堅固，”馬云說當我們將它們與鈣鈦礦相結合時，我們可以產(chǎn)生新的高性能混合系統(tǒng)。它將舊的與新的結合在一起，它們共同創(chuàng)造出令人興奮的東西?！?/p>

　　馬在新一代太陽能電池技術方面的研究一直專注于解決鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性問題和挑戰(zhàn)。鈣鈦礦太陽能電池是一種光伏電池，其包含鈣鈦礦結構化合物，最常見的是有機-無機鉛或鹵化錫基雜化材料，作為集光層。

　　在過去的十年里，鈣鈦礦太陽能電池的研究突飛猛進。2009年首次報道時，功率轉換效率約為4%，現(xiàn)在高達25%。然而，商業(yè)上的可行性也有缺點，比如材料容易快速降解。

　　全世界的研究人員一直在尋找這種完美的配方，使它們既穩(wěn)定又高效。

　　馬的研究小組用甲基銨碘化鉛做實驗，在沒有顏料層的情況下，太陽能電池的效率為18.9%。有了它，這個數(shù)字上升到了21.1%。研究小組還發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境條件下，加入色素層后，沒有封裝的細胞可以保持其初始效率的90%。

　　通過簡單的溶液處理和熱退火添加一層不溶性色素也使細胞疏水，這意味著水不能停留在表面。

　　“我們相信，用低成本的顏料對這些電池進行表面鈍化處理，對于提高電池的穩(wěn)定性和效率是一個非常有前途的方法，”馬說。