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微米级“耙子”可让太阳能电池转换率倍增

微米级“耙子”可让太阳能电池转换率倍增

  • 分类:行业新闻
  • 宣布时间:2015-09-08
  • 会见量:0

【提要形貌】混淆供体(donor)聚合物与受体(acceptor)的许多聚合物组合可用于形成一个完整的塑料太阳能电池  。遗憾的是,有些最佳组合往往由于群集在一起而镌汰了电子转移时的外貌积 ——从供体(转移电子)到受体(让太阳能电池中的电子通过,传送至到太阳供电的装置)  。然而,透过一个微米级的“耙子”即可排遣这些群集,并形成纳米级晶体,使得外貌积倍增,从而提高2倍的输出功率  。美国斯坦福大学(Stanford University)质料与能源科学研究所(SIMES)将这一历程称为“流体强化晶体工程”(FLUENCE)  。“我们划分使用了供体和受体聚合物质料——即全聚合物太阳能电池,在涂布时代使用微米级耙子爬梳,可使所用的模子系统效率倍增,”SIMES成员之一的华裔教授鲍哲南体现  。

微米级“耙子”可让太阳能电池转换率倍增

【提要形貌】混淆供体(donor)聚合物与受体(acceptor)的许多聚合物组合可用于形成一个完整的塑料太阳能电池  。遗憾的是,有些最佳组合往往由于群集在一起而镌汰了电子转移时的外貌积 ——从供体(转移电子)到受体(让太阳能电池中的电子通过,传送至到太阳供电的装置)  。然而,透过一个微米级的“耙子”即可排遣这些群集,并形成纳米级晶体,使得外貌积倍增,从而提高2倍的输出功率  。美国斯坦福大学(Stanford University)质料与能源科学研究所(SIMES)将这一历程称为“流体强化晶体工程”(FLUENCE)  。“我们划分使用了供体和受体聚合物质料——即全聚合物太阳能电池,在涂布时代使用微米级耙子爬梳,可使所用的模子系统效率倍增,”SIMES成员之一的华裔教授鲍哲南体现  。

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  • 宣布时间:2015-09-08
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转自:自然通讯

        混淆供体(donor)聚合物与受体(acceptor)的许多聚合物组合可用于形成一个完整的塑料太阳能电池  。遗憾的是,有些最佳组合往往由于群集在一起而镌汰了电子转移时的外貌积 ——从供体(转移电子)到受体(让太阳能电池中的电子通过,传送至到太阳供电的装置)  。然而,透过一个微米级的“耙子”即可排遣这些群集,并形成纳米级晶体,使得外貌积倍增,从而提高2倍的输出功率  。美国斯坦福大学(Stanford University)质料与能源科学研究所(SIMES)将这一历程称为“流体强化晶体工程”(FLUENCE)  。“我们划分使用了供体和受体聚合物质料——即全聚合物太阳能电池,在涂布时代使用微米级耙子爬梳,可使所用的模子系统效率倍增,”SIMES成员之一的华裔教授鲍哲南体现  。

        现在一样平常都会为全塑料太阳能电池选择使用聚合物,由于聚合物较不会群集,纵然爆发的激子也很少会是易于群集的聚合物  。然而,使用这种FLUENCE手艺,可 让太阳能电池使用聚合物实现聚光功效——每个光单位所爆发的激子(电子/电洞对),从而优化转换效率,使其输出功率较古板的涂布方法增添一倍  。

 

 

  柱状直立的1微米间距“流体强化晶体工程”或FLUENCE“耙子”的 扫描电子显微镜(SEM)图

  “这种微米级的耙子可加以调谐而与现存的聚合物配方配相助业  。然而,凭证所使用的聚合物系统,耙子的效应也有所差别,但在聚合物倾向于群集成一大块的情形下最有用  。它可使用显微级的耙子使其疏散成小块,实现更有用率的激子解离,”鲍哲南说  。

        现在,这些经看法验证的耙子实验正以十分缓慢的速率举行——每小时约3.5-14.2英吋,与塑料太阳能电池实现最经济生产需要每小时50英哩的高速卷对卷 (R2R)工艺相距甚远  。然而,研究员们并不担心提高速率的挑战,他们体现,这只需要优化参数即可——这包括从选择差别溶剂类型到改变工艺温度,以便使 FLUENCE工艺提升到更高速的制造  。“我以为,为了落实这种微米级耙子的优点,选择合适的溶剂和温度十分主要,”鲍哲南体现  。据鲍哲南诠释,已往一样平常接纳显微级直刀来瓦解这些群集块,但微型耙子的效率更高18%,加上它还能制造商进一步提高全塑料太阳能电池的生产效率  。事实上,研究职员们十分看好这种FLUENCE工艺,可让塑料太阳能电池只需要一小部份的制造本钱,就能展现逾越硅晶太阳能电池的效率  。

 

 

  流体强化晶体工程(FLUENCE) 解决计划

  美国国家加速器实验室(SLAC)的斯坦福同步辐射光源(SSRL)部分认真人Mike Toney使用X射线衍射丈量FLUENCE可脱离供体与受体纳米级晶体的水平,也为这项研究带来孝顺  。别的,美国罗伦斯柏克莱国家实验室(LBNL)的 先进光源(ALS)则用于表微这项手艺  。米级粑子以1.2微米间距封装,高度约1.5微米  。斯坦福大学研究研究员Yan Zhou为供体与受体晶体之间表征优化距离——使其靠近到足以实现快速的电子转移,但又不至于太靠近让受体可在收罗到电力后才传回电子  。其他有助于实现这项妄想的还包括前SLAC科学家Stefan Mannsfeld(现为德国Dresden工业大学教授)、前SIMES博士后研究员Ying Diao(现任伊利诺大学教授),以及来自ALS、北京大学与韩国成均馆大学的科学家群  。美国能源部(DoE)的BRIDGE研究妄想、SLAC的指导研究和开发妄想实验室与国家加速器实验室、SIMES以及斯坦福大学均为这项提供赞助资金  。

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