隨著全球多樣化的發(fā)展,我們的生活也在不斷變化著,包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品,那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成,比如有機太陽能電池。
有機化合物種類繁多,有機分子的化學結構易于修飾,化合物的制備和純化簡單,可制得大面積的柔性薄膜器件,具有未來成本優(yōu)勢和廣泛的應用前景。 將有機太陽能電池制成膜。 另外,柔性太陽能電池可以形成在可卷折疊的基板上。 與有機硅制成的太陽能電池相比,有機材料制成的太陽能電池具有制造面積大,成本低,簡單靈活的優(yōu)點。 隨著新材料的不斷發(fā)展和相關技術的發(fā)展,有機太陽能電池的前景日益廣闊。
有機太陽能電池以具有光敏性質的有機物作為半導體的材料,以光伏效應而產(chǎn)生電壓形成電流。有機太陽能電池作為新型太陽能電池器件,具備柔性、質量輕、顏色可調(diào)、可溶液加工、大面積印刷制備等特點,是目前太陽能電池研究領域的熱點。但是效率低是限制其大規(guī)模應用的主要原因。
有機材料選擇是太陽能電池制作的關鍵, 它必須滿足以下幾個基本要求:和半導體接觸 緊密;在可見光區(qū)有好的光吸收;有穩(wěn)定也即是 長壽命的激發(fā)態(tài)存在;足夠負的激發(fā)態(tài)氧化還 原勢以使電子注入半導體導帶,并且基態(tài)氧化 還原勢盡可能正;滿足初級和次級電子轉移過 程中能量損失最小的要求。
已知假設能量轉換率已達到30%,則撞擊地球的日光的平均能量密度為1376W / m2。該市每個三口之家的平均每日用電量為3kw·h,平均日照時間為4h,只有不到2平方米的太陽能電池板可以提供充足的電力。另一方面,家用電路的最大熔斷電流通常約為20A,最大瞬時功率為4400W。僅需要約10平方米的太陽能電池板即可獲得此瞬時功率。
最早的有機太陽能電池是肖特基電池,也就是說,將有機半導體染料(例如酞菁)氣相沉積在基板上以在真空條件下形成夾心結構。最初的有機太陽能電池都是單層結構,但是單層結構太陽能電池的單色量子效率(量子效率),填充因子(填充因子)和總光電轉換效率都非常低。無機太陽能電池的高光電轉換效率和p2n摻雜極大地激發(fā)了有機太陽能電池的靈感。后來,出現(xiàn)了新型的有機太陽能電池,例如吸收無機太陽能電池的雙層異質結和體異質結。各種參數(shù)已得到有效改善和改進。
在有機太陽能電池的機理研究方面沒有重大的新突破。能否為有機太陽能電池的設計找到新的依據(jù)可能是一個需要長期解決的問題。然而,可以大膽地預測,低成本,高效率和簡單技術的有機太陽能電池在未來的商業(yè)化是不可避免的,它將成為世界能源中的重要生命力。有機太陽能電池的商業(yè)化還有很長的路要走。關鍵問題是改進電池的各種性能參數(shù),尤其是總光電轉換效率。解決該問題的主要方法是從有機太陽能電池設計,電池的運行機理,電池的生產(chǎn)材料和生產(chǎn)工藝這三個關鍵方面入手。
工廠和學校等耗電大的地方依靠水利,風能和核能來獲取電力。這種多級供電系統(tǒng)不僅可以保證社會的正常運行,而且可以充分利用清潔能源。通過以上計算,我們還可以粗略地看到太陽能電池只能用作輔助能源,而不能用作主要能源。因為盡管太陽能的總量非常大,但是由于場地和成本等因素而無法獲得高功率,并且難以滿足高功耗場所的功率需求。此外,太陽能受天氣條件和其他因素的影響很大,并且不是很穩(wěn)定。因此,將其用作主要能源是不現(xiàn)實的。
在研究設計過程中,一定會有這樣或著那樣的問題,這就需要我們的科研工作者在設計過程中不斷總結經(jīng)驗,這樣才能促進產(chǎn)品的不斷革新。