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美国开发出将有机薄膜太阳能电池效率提高至5.6%的新方法

2008-03-03 10:14
铁马老言
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     美国芝加哥近郊的西北大学(Northwestern University)研究小组宣布,在不改变有机薄膜太阳能电池半导体层结构的前提下,仅对正极进行涂布处理,便将单元转换效率由原来的3~4%提高到了5.2~5.6%。美国国家科学院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences)的网络版刊登了该论文(论文链接)。有机薄膜太阳能电池领域,2007年7月曾有报告说实现了6.5%的单元转换效率(参阅本站报道)。此次的方法可用来进一步提高现有的成果。

     有机薄膜太阳能电池的用途是,通过与有机EL具有相同构造的有机半导体实现太阳能发电。美国西北大学此前曾开发出从正极到负极采用ITO/P3HT:PCBM F/Al结构的太阳能电池。PCBM为n型富勒烯(C612)衍生物,P3HT为p型有机半导体。

     美国西北大学此次采用PLD(脉冲激光沉积法)法,在正极上涂布了厚度仅数nm~数十nm的氧化镍(NiO)。其后,通过旋转涂布法层叠了P3HT等半导体层。氧化镍层有望发挥空穴输送和电子拦截的作用,也就是半导体层在光照下产生的电子和空穴中,把空穴高效输送至正极,同时拦截电子,减少导致能量散失的再结合。

     通过研究厚度在5~77nm间的氧化镍层,发现在5~10nm厚时效果最佳,使原来3~4%的单元转换效率提高到了5.2~5.6%。另外,开放电压也提高了4成。

     后将在进一步改善空穴输送层的同时,致力于开发采用卷对卷印刷方法的柔性底板太阳能电池的量产技术。

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