超薄有机太阳能电池高效耐用

来自RIKEN的科学家与国际伙伴合作,成功地创造了一种超薄的有机太阳能电池,既高效又耐用。 使用简单的退火后工艺,他们创造了一个灵活的有机电池,在大气条件下降解不到5%超过3000小时,同时具有能量转换比-太阳能电池性能的关键指标-13%。

有机光电池被认为是硅基传统薄膜的一种很有前途的替代品,更环保,生产成本更低。 超薄柔性太阳能电池特别有吸引力,因为它们可以提供每个重量的大功率,并可用于各种有用的应用,如为可穿戴电子设备供电,以及作为软机器人中的传感器和执行器。 然而,超薄有机薄膜往往是相对有效的,通常能量转换比约为10%至12%,明显低于硅电池的比例,硅电池可高达25%,或刚性有机电池,可高达17%左右。 超薄薄膜在阳光、热量和氧气的影响下也会迅速降解。 研究人员正试图制造出既节能又耐用的超薄薄膜,但这往往是一种困难的权衡。

在美利坚合众国科学院院刊上发表的研究报告中,该小组成功地表明,超薄细胞可以既耐用又有效。 该组从由Toray Industries公司开发的施主层半导体聚合物开始,并尝试了一种新的想法,即使用非富勒烯受体,提高热稳定性。 除此之外,他们还试验了一种简单的退火后工艺,在90度的初始退火后,材料被加热到150摄氏度。 这一步骤被证明是通过在层间创建一个稳定的界面来提高设备耐久性的关键。

该研究的作者之一福田健二郎(Kenjiro Fukuda)表示:“通过将新的发电层与简单的后退火处理相结合,我们在超薄有机太阳能电池中既实现了高能量转换效率,又实现了长期存储稳定性。 我们的研究表明,超薄有机太阳能电池可以在长时间内以稳定的方式提供高功率,甚至可以在高温和湿度等恶劣条件下使用。 我非常希望,这项研究将有助于发展长期稳定的电源设备,可用于可穿戴电子产品,如连接在衣服上的传感器。

(0)
上一篇 2022年4月3日
下一篇 2022年4月3日

相关推荐