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Nature Materials：新型高效节能太阳能电池研发成功-有机光电的虫子注意啦！
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北京时间11月9日消息，据国外媒体报道，随着高效节能的有机小分子太阳能电池研发成功，可以像报纸一样印刷的太阳能电池板距离变成现实更近一步。这种由美国加州大学圣塔芭芭拉分校的一个科研组研制的太阳能电池的能源效率是6.7%，可与目前性能最好的聚合体太阳能电池相媲美。大部分聚合体电池的能源效率在6%到8%之间。 包括诺贝尔奖得主艾伦-黑格教授在内的论文作者11月7日在《自然—材料学》杂志发表的论文中写道：“这些研究结果令溶液处理有机光电技术取得重大进步，并证实利用小分子制成的太阳能电池可与它们的聚合体版本一争高下。” 澳大利亚莫纳什大学的材料科学家克里斯-麦克内尔表示，该论文标志着这一领域取得了新的“重大”进步。世界各地的学者和工业实验室正在对有机太阳能电池设备进行不懈研究，因为它们具有令柔性、低成本的太阳能设备进行大规模生产的潜力。 尽管这种新型太阳能电池与很多澳大利亚屋顶上安装的硅太阳能电池板的性能类似，但是它们的制造成本将会更低，而且超轻和柔韧性特征也将令它们可应用于各种不同途径，甚至是用在不平整的物体表面。昆士兰大学有机光子学和电子学中心的保罗-梅雷迪思教授表示，迄今为止大部分人主要把注意力集中在研制有机聚合体太阳能电池上。然而，这些电池很难控制和生产，因为它们一般在大小和性能上很难达到统一标准。他说：“如果我收集了一桶这种聚合体电池，并查看每一个分子，我会发现它们在大小和形状上有很大不同。而这些新型小分子，只要你进行适当合成，每一个分子就会都一样，因此你能更好地控制和生产太阳能电池。” 梅雷迪思表示，下一步是制作一个能够维持这种能量转换水平的商用大小的模型。屋顶上的太阳能电池板的面积大约有10平方厘米，而发表在《自然材料》杂志里的小分子太阳能电池的有效面积仅为0.196平方厘米。他说：“当前有机太阳能电池面临的问题，是当我们试图按比例制成更大的设备时，我们产生的最好的(能量转换)只有百分之几。”现在依然存在的问题包括：是否小分子太阳能电池制成更大面积的电池后，仍能保持这种转变效率，以及是否它能达到工业规模的生产标准。 梅雷迪思说，不过它是“一个非常美丽的分子，品质可谓一流”。“令我感到吃惊的是，为了获得这么好的电学性能，它竟能如此完美地进行自我组织”，麦克内尔表示。有机太阳能电池的主要益处，是它们可以通过类似报纸采用的方法那样，利用卷到卷印刷工艺生产出价格低廉的产品。他说：“如果你能生产出超轻、高效和低成本模块，人们就会欣然接受它。（使用有机太阳能电池）房顶基础设施不用进行任何改变，因为你可以把它铺在屋顶上，粘在上面，然后接通电源. Organic photovoltaic devices that can be fabricated by simple processing techniques are under intense investigation in academic and industrial laboratories because of their potential to enable mass production of flexible and cost-effective devices1, 2. Most of the attention has been focused on solution-processed polymer bulk-heterojunction (BHJ) solar cells3, 4, 5, 6, 7. A combination of polymer design, morphology control, structural insight and device engineering has led to power conversion efficiencies (PCEs) reaching the 6–8% range for conjugated polymer/fullerene blends8, 9. Solution-processed small-molecule BHJ (SM BHJ) solar cells have received less attention, and their efficiencies have remained below those of their polymeric counterparts10. Here, we report efficient solution-processed SM BHJ solar cells based on a new molecular donor, DTS(PTTh2)2. A record PCE of 6.7% under AM 1.5 G irradiation (100 mW cm−2) is achieved for small-molecule BHJ devices from DTS(PTTh2)2  C70BM (donor to acceptor ratio of 7:3). This high efficiency was obtained by using remarkably small percentages of solvent additive (0.25% v/v of 1,8-diiodooctane, DIO) during the film-forming process, which leads to reduced domain sizes in the BHJ layer. These results provide important progress for solution-processed organic photovoltaics and demonstrate that solar cells fabricated from small donor molecules can compete with their polymeric counterparts.[ 来自科研家族 材料家族 ][ Last edited by xingyu7087 on 2011-11-23 at 19:39 ] |
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