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东丽经过分子结构重组及添加置换基完成太阳能资料5.5%的变换功

来源:http://www.23blogs.com 编辑:w66利来国际老牌 时间:2018/09/21

  东丽经过分子结构重组及添加置换基完成太阳能资料5.5%的变换功率

  

  图1:完成p型及n型资料间能级差的扩展、以及pn结界面表面积的扩展。数据供给:东丽


图2:有机薄膜太阳能电池的发电原理。因为pn结界面的能级差异,电子与空穴发作别离。数据供给:东丽



图3:构成p型及n型资料的异种分子间能级差异越大,开路电压越高。数据供给:东丽

  图4:此次试制的有机薄膜太阳能电池。数据供给:东丽

  3月30日音讯,东丽开发出了可在有机薄膜太阳能电池上完成5.5%变换功率的p型(供体)有机半导体资料。此次p型有机半导体资料的亮点在于,经过在分子规划及组成方面下工夫,完成了2个方针。一是经过扩展与n型(受体)有机半导体资料之间的能级(空间电位)差,完成了约1V的较高开路电压。二是经过涂覆与n型半导体资料的涣散混合液构成pn结时,可以扩展单位体积中pn结界面的表面积(图1)。

  之所以扩展p型及n型资料的能级差,是为了得到较高的开路电压。此次的p型有机半导体资料是在已有的噻吩(Thiophene)类资料上经过重组分子结构完成的。

  在有机薄膜太阳能电池中,经过光吸收构成的激子(电子与空穴成对存在的分子激起状况)在pn结的界面上分散,因为pn结界面的能级不同,使得电子与空穴发作别离(图2)。在一般状况下,激子不会别离出电子及空穴。构成p型及n型资料的异种分子间能级差异越大,则越简单别离(图3)。

  之所以扩展单位体积的pn结界面的表面积,是为了缩短激子的分散距离。pn结的界面增大,经过光照射在p型有机半导体中激起的激子,ag88环亚娱乐!可以当即抵达n型半导体资料。

  此次的p型有机半导体资料经过添加隶属置换基,一起完成了较高的结晶功能、以及与n型有机半导体资料的溶解性。由此更为理想地完成了经过n型及p型有机半导体资料的混合、扩展pn结表面积的本体异质(Bulk Heterojunction)结构。

  东丽选用此次的n型半导体资料试制成功的有机薄膜太阳能电池(图4)的数据如下。在选用模仿阳光的测定中,元件面积为0.25cm2时,变换功率为5.52%,短路电流为9.72mA/cm2,开路电压为0.99V,曲线因数为0.574。元件面积为0.04cm2时,变换功率为6.0%,短路电流为10.58mA/cm2,开路电压为0.99V,曲线因数为0.573。而在选用白色光的测定中,元件面积为0.25cm2时,变换功率为10.8%,短路电流为22.16mA/cm2,开路电压为1.02V,曲线因数为0.477。

  与此比较,作为由国际性评价组织测定的有机薄膜型太阳能电池的特性,美国Konarka Technologies发布的变换功率5.15%是迄今为止的全球最高的功率值。不过,Konarka的数据是在元件面积大得多的1cm2条件下的测定值。假如东丽要着重现已超越该数值,就有必要发布在相同面积下测定的数据。(修改:曾聪)

  

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