有機(jī)疊層太陽(yáng)能電池技術(shù)

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。最近，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所有機(jī)固體重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李永舫課題組博士孟磊等設(shè)計(jì)制備了高效的有機(jī)疊層太陽(yáng)能電池，獲得隸屬于美國(guó)能源部的美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)的測(cè)量與認(rèn)證，并得到能量轉(zhuǎn)化效率為14.2%的有機(jī)疊層太陽(yáng)能電池效率的迄今為止最高紀(jì)錄。

太陽(yáng)能是人類(lèi)可利用的最豐富的可再生能源，太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成電能，不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳排放。有機(jī)光伏材料和器件以其溶液處理的低成本、豐富的原材料以及可以制備成柔性和半透明器件等突出優(yōu)點(diǎn)，成為新一代太陽(yáng)能電池的重要研發(fā)對(duì)象。

在有機(jī)太陽(yáng)能電池中，將具有互補(bǔ)吸收光譜的兩個(gè)本體異質(zhì)結(jié)電池堆疊形成串聯(lián)疊層電池結(jié)構(gòu)，可以有效地利用更寬范圍的太陽(yáng)光譜和減少光子能量的量子損失。這種電池結(jié)構(gòu)已被廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池，考慮到有機(jī)半導(dǎo)體窄吸收峰的獨(dú)特特性，疊層電池會(huì)使有機(jī)太陽(yáng)能電池的性能得到更有效的提升。

而且，NREL在最新發(fā)布的研究電池最佳效率圖的有機(jī)疊層太陽(yáng)能電池效率曲線最高點(diǎn)上標(biāo)注了該新電池。研究人員表示，該器件利用非富勒烯受體材料在近紅外區(qū)具有寬而強(qiáng)吸收能力的特點(diǎn)，在保持低的能量損失下確保更充分的太陽(yáng)光譜吸收，為疊層電池光伏材料的選擇以及器件設(shè)計(jì)提供了新的思路。如果某一天人們能高效利用太陽(yáng)能，相信能解決很大的能源問(wèn)題，畢竟太陽(yáng)能是符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的，能保證人類(lèi)的永續(xù)發(fā)展，需要我們科研人員更加努力。