用于穩(wěn)定反應(yīng)性分子的電化學(xué)方法可以幫助開(kāi)發(fā)更高效率的太陽(yáng)能電池。在尋找不損害地球的能源時(shí)，陽(yáng)光提供了一種潛在的解決方案，但這取決于尋找一種有效地將電磁能轉(zhuǎn)化為電能的方法。來(lái)自KAUST的研究人員展示了一種已知的除草劑如何改善有機(jī)裝置中的這種轉(zhuǎn)化。

傳統(tǒng)上，太陽(yáng)能電池是由無(wú)機(jī)材料(如硅)制成的，而有機(jī)材料則開(kāi)始突破，因?yàn)樗鼈冎亓枯p，柔韌性好且制造成本相對(duì)較低，甚至為可印刷的制造提供了可能性。

為了使有機(jī)光伏真正替代化石燃料，當(dāng)將入射太陽(yáng)能的一部分轉(zhuǎn)換為電能時(shí)，它們必須提高效率。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵是選擇正確的材料組合。

博士 林說(shuō)，林元寶和托馬斯·安索普洛斯(Thomas Anthopoulos)現(xiàn)在已經(jīng)通過(guò)開(kāi)發(fā)“一種有效的分子摻雜劑來(lái)改善有機(jī)太陽(yáng)能電池的性能和穩(wěn)定性”來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

大多數(shù)光電器件具有兩個(gè)重要元素：n型區(qū)域和p型區(qū)域，之所以這樣稱(chēng)呼是因?yàn)槊總€(gè)區(qū)域分別具有凈負(fù)電荷和正電荷。這些電荷可以通過(guò)向半導(dǎo)體中添加雜質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。產(chǎn)生n型材料的雜質(zhì)被稱(chēng)為施主，而受主雜質(zhì)則形成p型材料。

Lin，Anthopoulos及其團(tuán)隊(duì)使用敵草快(C 12 H 12 Br 2 N 2)作為分子供體摻雜劑來(lái)提高高性能有機(jī)太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率。

將摻雜劑添加到兩個(gè)以前顯示出出色的光伏性能的有機(jī)材料系統(tǒng)中。在一種情況下，功率轉(zhuǎn)換效率從16.7%提高到17.4%，而在另一種情況下，它們可以達(dá)到18.3%的最大效率。這些改進(jìn)之所以可能是因?yàn)榉肿佣uat摻雜劑既增加了材料的光吸收率，又增加了光吸收時(shí)電荷的壽命。

像許多有機(jī)n型摻雜劑一樣，敵草快在環(huán)境氣氛中具有反應(yīng)性。迄今為止，由于缺乏穩(wěn)定性，使其無(wú)法用作分子摻雜劑。但是，KAUST團(tuán)隊(duì)能夠開(kāi)發(fā)出一種通過(guò)電化學(xué)還原帶電荷的敵草快穩(wěn)定生成中性敵草快的工藝，該電荷在空氣中穩(wěn)定。

這種能力使敵草快成為下一代有機(jī)太陽(yáng)能電池的有前途的選擇。Lin解釋說(shuō)：“預(yù)計(jì)有機(jī)太陽(yáng)能電池的最大效率約為20%。” “我們將盡力做到這一點(diǎn)。”

標(biāo)簽： 有機(jī)太陽(yáng)能電池