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奈米球堆疊出更佳的有機太陽電池

公告類型: 奈米新知
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美國麻州大學姆赫斯特(Amherst)分校的研究人員最近發表一種能有效控制聚合物奈米球排列的技術,並已經成功地應用在有機太陽電池上。更棒的是這種新技術製作的元件轉換效率與目前市售最佳的異質接面太陽電池旗鼓相當。

雖然聚合物有機太陽電池的轉換效率低於矽太陽能電池,但具有材料選擇性高且可應用在可撓式基板上的優點。此種太陽電池的吸光主動層(Active Light-absorbing layer),是由奈米級的網狀半導體聚合物所構成,然而要控制其成份並不容易,因為製作時牽涉到許多動力學過程(Kinetic Processes)

領導這項研究的Venkataraman表示,如何平衡這些動力學作過程比較像是藝術而不是科學,而他們提出第一個較合理一致的方式來修改及組織不同尺度(微米至奈米)的吸光主動層。另外,研究人員正設法以水取代傳統上用來製作有機太陽電池的苯鹵化物(Haloarene)溶劑,好讓過程更環保且價格更親民。

Venkataraman等人表示,他們利用基本的堆球(Sphere Packing)理論,來組裝共軛高分子(P3HT)或富勒烯延伸物(PCBM)奈米球,製作出多重尺度的結構。他們也可藉由改變奈米球的數目和大小,將奈米球聚集成規則或不規則的堆疊。
這項技術只用一個程序,即可讓研究人員快速預組(Pre-Assembly)光吸收層內的半導體區域,並且獲得穩定且連續的結構。

Venkataraman表示,改變奈米球半徑及/或奈米球間的交互作用,便能有系統地改變結構中的半導體堆疊。另外也可以在主動層中利用多孔洞導體,來擴大太陽能電池吸收光波長。詳見近期的Nano Letters | DOI: 10.1021/nl502209s


原始網站:https://nano.nchc.org.tw/index.php?apps=news&mod=welcome&action=show&gid=983
譯者/譯者服務單位:吳俊緯/奈米科學網特約譯者   責任編輯:蔡雅芝 
發布日期: 2014/10/06
發布人員: 王芊樺