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美國(guó)北卡羅萊納州立大學(xué)與中國(guó)科學(xué)院研究人員聯(lián)合發(fā)現(xiàn)一種簡(jiǎn)便的途徑，能夠改變運(yùn)用于太陽(yáng)能電池聚合物的分子結(jié)構(gòu)。
據(jù)悉，這種修改技術(shù)能夠?qū)⑻?yáng)能電池的效率增加逾30%。以聚合物為基礎(chǔ)的太陽(yáng)能電池具有兩個(gè)結(jié)構(gòu)域，其中包含電子受體與電子供體材料。
當(dāng)光線被吸入，太陽(yáng)能電池創(chuàng)造出能源粒子，也被稱(chēng)為“激子”。為了能夠有效運(yùn)用能源，激子必須快速游至供體與受體區(qū)域，盡可能的保留住更多的光線。
調(diào)整受體最高占據(jù)之分子軌域（HOMO）與聚合物最低空余分子軌道（LUMO）是一種提升太陽(yáng)能電池效率的方式，因?yàn)榧ぷ拥氖軗p度最小。
實(shí)現(xiàn)這類(lèi)方式最常見(jiàn)的途徑即將氟原子增添進(jìn)聚合物的分子主鏈之中，這是一種頗具難度且多步驟的工藝，不僅能夠提高光伏電池的性能，還具有相當(dāng)高的材料制作成本。
側(cè)鏈修改技術(shù)有助于提高光伏電池的效率
由中科院Jianhui Hou帶領(lǐng)的化學(xué)團(tuán)隊(duì)已創(chuàng)造出一種名為PBT-OP的聚合物，由兩種商業(yè)性單體與易于合成的單體組成。來(lái)自北卡羅萊納州立大學(xué)物理學(xué)博士后研究員Wei Ma及論文通訊作者在論文中詳細(xì)闡述了聚合物結(jié)構(gòu)及供體的X射線理論：受體形態(tài)學(xué)。
PBT-OP開(kāi)路電壓值為0.78伏，相比于類(lèi)似聚合物的6伏高出30%。
據(jù)北卡羅萊納州立大學(xué)物理學(xué)家及共同作者Harald Ade透露，研究小組的研究方式具有數(shù)個(gè)優(yōu)勢(shì)。
Harald Ade聲稱(chēng)：“改變這些材料分子結(jié)構(gòu)具有一個(gè)潛在性的缺陷，即你很可能提高了太陽(yáng)能電池的某個(gè)性能，卻沒(méi)有意識(shí)到對(duì)設(shè)備造成了意想不到的后果。”
“基于這類(lèi)情況，我們已經(jīng)尋找到一種簡(jiǎn)便的方式，通過(guò)捕捉更多光能源來(lái)改變電子結(jié)構(gòu)并增加設(shè)備效率，且不會(huì)改變材料吸收、創(chuàng)造及輸送能源的能力。”
該研究小組的研究成果在線發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上。此外，該研究由美國(guó)能源部、科學(xué)辦公室、基礎(chǔ)能源科學(xué)及中國(guó)科技部聯(lián)合資助。Dr. Maojie Zhang合成該類(lèi)型聚合物。來(lái)自中科院的Xia Guo、Shaoqing Zhang及Lijun Huo亦對(duì)該項(xiàng)工作貢獻(xiàn)力量。
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