中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近日，來自美國北卡羅來納州立大學(xué)和中國科學(xué)院的科學(xué)家組成聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一種可以使太陽能電池發(fā)電效率提高30%的方法。同時(shí)，這種方法還具有簡便、廉價(jià)等特點(diǎn)。相關(guān)研究日前發(fā)表于《先進(jìn)材料》。
從廣義上來說，高分子聚合物太陽能電池主要由兩種材料組成—電子受體材料和電子供體材料。電池在吸收光能后，會(huì)產(chǎn)生被稱為“激子”的能量粒子。為了提高電池的發(fā)電效率，激子在電子受體材料和供體材料之間運(yùn)動(dòng)時(shí)需要保持盡可能多的能量。
此前有研究發(fā)現(xiàn)，調(diào)整電子供體最高已占軌道（HOMO）和高分子聚合物中最低未占軌道（LUMO）之間的差距，可以減少激子在運(yùn)動(dòng)過程中的能量損耗，進(jìn)而提高太陽能電池的性能。實(shí)現(xiàn)這一過程的傳統(tǒng)方法是在高分子聚合物分子主鏈中添加氟原子。不過，這種方法存在步驟復(fù)雜、難度大且成本高昂等缺點(diǎn)。
中國科學(xué)院化學(xué)家侯建輝（音）利用市面上常見的兩種單體和一種較易合成的單體，制造出了一種名為PBT-OP的新型高分子聚合物。此后，美國北卡羅來納州立大學(xué)的物理學(xué)博士后馬偉（音），同時(shí)也是該項(xiàng)研究的通訊作者對(duì)這種物質(zhì)進(jìn)行了X光結(jié)構(gòu)分析等研究。
研究發(fā)現(xiàn)，PBT-OP不僅比其他高分子聚合物更容易合成，而且其HOMO更容易控制。用PBT-OP制造的太陽能電池電壓可達(dá)到0.78V，比太陽能電池高出0.6V。這也就意味著，新型太陽能電池的發(fā)電效率提高了36%
