グリーン溶剤で処理された高効率有機太陽電池

有機太陽電池は急速に発展しており、実験室で製造された太陽電池の最大エネルギー効率は現在18％を超えています。 エネルギー効率は、太陽光のエネルギーが太陽電池の有用なエネルギーに変換される量を測定します。 有機太陽電池の効率限界は約24％と考えられています。

1つの課題は、10年以上動作するのに十分安定した有機太陽電池を作ることです。 もう1つの課題は、有毒な溶媒と比較的低い沸点を含む溶液で作られた太陽電池が最高のエネルギーを得ることができるということです。 低沸点は、溶液の蒸発が速すぎるため、製造プロセスで問題を引き起こす可能性があります。 より高い沸点、より環境に優しい溶媒の使用は、すぐにエネルギー効率の低下につながります。 これは、世界中の研究者が解決しようとしている問題です。

これらの問題は、スウェーデンのリンショーピング大学と中国の蘇州大学の研究者が主導する共同プロジェクトで解決されました。

彼らは、有毒成分を含まず、エネルギー効率が17％を超える高沸点溶液を使用する太陽電池の製造に成功しました。 また、面積36平方センチメートルのグリーン溶剤処理ソーラーモジュールは、14％以上の電力変換効率を示しています。 これは、これまでのところ20cm2以上の活性面積を持つ有機太陽電池モジュールの最高効率です。 これらの2つのブレークスルーは、有機太陽電池技術における大規模な商業的ブレークスルーにとって非常に重要です。

リンショーピング大学の電子写真材料学部のGaoFeng教授と共同でポスドクを務めるZhangRui氏は、次のように述べています。 。"

有機太陽電池の機能は徐々に向上しています。 光子の形の太陽光が有機半導体供与体によって吸収されると、& quot;励起状態& quot; 形成されます。 電子はより高いエネルギーレベルにジャンプし、より低いエネルギーレベルで正孔を生成しますが、それでも引き付けられます。 電子は完全には放出されず、光電流は生成されません。 研究者たちは実験を行い、電子を受け入れるさまざまなアクセプター材料を追加して、それらを解放して光電流を生成しました。

数年前、中国の研究者は、有機太陽電池に高効率を提供できるY6と呼ばれる新しいタイプのアクセプター材料を開発しました。

共同出版物に記載されている作業は、BTOと呼ばれるゲスト分子を見つけるために達成されました。これにより、太陽電池内のY6分子が、光電流を生成できる緑色の溶媒中でこのようにしっかりと安定して積み重ねられます。 効率的。 BTOを追加すると、より大面積の太陽電池を効率的に製造することもできます。

& quot;私たちの戦略は、多成​​分混合物における有機ドナーとアクセプター間の相互作用を最適化するための明確な設計ルールを設定し、有機太陽光発電技術の将来の開発のための重要な要件を満たしています。& quot; 蘇州大学の李耀文教授は言った。