該研究應(yīng)用于于有機(jī)太陽能電池，它是以在聚合物的基礎(chǔ)上開發(fā)的(簡單一點(diǎn)來說就是塑料)，一種相對(duì)新型的太陽能電池。

這項(xiàng)突破的關(guān)鍵是北卡州立大學(xué)與中國科學(xué)院共同研制出的一種名為PBT-OP的低成本聚合物，這種新型聚合物是由兩種現(xiàn)有的的單質(zhì)材料及另外一種新型單質(zhì)構(gòu)成，這種單質(zhì)材料的合成也相對(duì)容易(單質(zhì)是完全相同的分子連接成長鏈形成的聚合物)。

這種新型聚合物使得有機(jī)太陽能電池中不再需要氟，從而降低了成本，PBT-OP雖然不含氟，但卻有氟材料的優(yōu)勢，要掌握這種技術(shù)，你就要了解到太陽能電池由電子受體材料及電子供體材料構(gòu)成，每一個(gè)都有其軌道。

要解決這一點(diǎn)，你需要做是人為開辟一條高效電子通道，在這高效電子通道上激子(當(dāng)太陽能電池吸光時(shí)產(chǎn)生的能量粒子)在供體和受體的交界處盡可能快的高速運(yùn)行，這樣就意味著，你可以把傳統(tǒng)有機(jī)太陽能電池中出現(xiàn)的能量損失降到最低。

碘化銅讓鈣鈦礦太陽能電池更便宜

美國諾特丹大學(xué)的科學(xué)家日前發(fā)現(xiàn)一種廉價(jià)的無機(jī)材料，能夠取代鈣鈦礦太陽能電池中昂貴的有機(jī)空穴導(dǎo)體，讓這種高效的太陽能電池更加便宜。

鈣鈦礦太陽能電池是當(dāng)今最有前途的幾種光伏技術(shù)之一，其理論轉(zhuǎn)化效率最高可達(dá)50%，為目前市場上太陽能電池轉(zhuǎn)化效率的兩倍，能大幅降低太陽能電池的使用成本，雖然鈣鈦礦材料相對(duì)便宜，但用其制造太陽能電池還需要用到一種名為spiro-OMeTAD的有機(jī)空穴導(dǎo)電聚合物，其市場價(jià)格是黃金的10倍以上。

新研究中，美國諾特丹大學(xué)的杰佛瑞·克里斯、雷蒙德·豐和普拉什特·卡瑪特發(fā)現(xiàn)用碘化銅制成的無機(jī)空穴導(dǎo)電材料可以替代spiro-OMeTAD?？死锼拐f：“新發(fā)現(xiàn)的無機(jī)空穴導(dǎo)電材料比以往的可替代材料都便宜得多，有望進(jìn)一步降低這種太陽能電池的制造成本?！?br/>
鈣鈦礦是一類具有特定晶體結(jié)構(gòu)的材料，對(duì)太陽能電池的制造而言，這種結(jié)構(gòu)具有天然優(yōu)勢：較高的電荷載體遷移率和較好的光線擴(kuò)散性能，使光電轉(zhuǎn)換過程中的能量損失極低。

雖然碘化銅能夠充當(dāng)鈣鈦礦太陽能電池中的空穴導(dǎo)體現(xiàn)在才被證明，但銅系導(dǎo)體之前就被認(rèn)為能夠在和量子點(diǎn)太陽能電池中充當(dāng)重要角色，而最具吸引力的是它們優(yōu)良的導(dǎo)電性能。碘化銅導(dǎo)體的導(dǎo)電率比spiro-OMeTAD高兩個(gè)數(shù)量級(jí)，這使其能達(dá)到更高的填充系數(shù)，也決定了用其制成的太陽能電池具有更大的功率。

但目前的研究結(jié)果表明，包含碘化銅的鈣鈦礦太陽能電池，在轉(zhuǎn)化效率上暫時(shí)不及原有技術(shù)。研究人員認(rèn)為這可能與其較低的電壓相關(guān)。這一點(diǎn)未來有通過降低其較高的重組率來彌補(bǔ)。

有機(jī)太陽能電池新進(jìn)展高原植物幫助電池增能增壽

青海大學(xué)利用顏色較深的高原植物，從中提取植物色素用于提高電池效率的研究中，使得優(yōu)化后的玫瑰花色素敏化電池的單色光光電轉(zhuǎn)換效率提高了16.1%，電子壽命增加16.3%，電池電子收集率增長了51%，近日，專家組評(píng)價(jià)該成果具有先進(jìn)性、實(shí)用性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)，研究水平達(dá)到國際先進(jìn)。

由于傳統(tǒng)硅太陽能電池制作工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高，從而限制了其大規(guī)模的推廣應(yīng)用;而有機(jī)太陽能材料和電池制備技術(shù)有望成為低成本制造的選擇之一。為盡早獲得實(shí)用的有機(jī)太陽能電池，青海大學(xué)科研工作者圍繞低成本合成高原特有植物天然敏化劑、高效電荷轉(zhuǎn)移和收集的納米網(wǎng)絡(luò)薄膜結(jié)構(gòu)方面展開了研究。項(xiàng)目組針對(duì)青藏高原海拔高、紫外線照射時(shí)間長的地理特點(diǎn)，選取顏色較深的高原植物，從中提取植物色素用于電池中。

通過對(duì)其進(jìn)行光電性能測試，發(fā)現(xiàn)含有花青素的染料敏化劑的敏化性能比較好。通過對(duì)含有大量花青素的玫瑰花進(jìn)行研究，使得優(yōu)化后的玫瑰花色素敏化電池單色光光電轉(zhuǎn)換效率提高了16.1%，對(duì)應(yīng)的單體開路電壓達(dá)到了615mV。針對(duì)電池中電荷收集與轉(zhuǎn)移率不高的缺陷，研究了不同的條件對(duì)納米材料生長機(jī)理的影響，研究制備了電荷收集與轉(zhuǎn)移率較高的氧化鋅樹枝狀納米線的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與納米棒陣列，使電子壽命增加16.3%，電子擴(kuò)散距離減少34.4%。最后項(xiàng)目組利用上述研發(fā)的材料組裝了并、串聯(lián)兩種結(jié)構(gòu)的大面積有機(jī)太陽能電池，通過測試，串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電池電子收集率增長了51%。