美國加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員與來自中國和日本的同行通過將金納米粒子用于有機(jī)光電太陽能電池，助其增強(qiáng)了光吸收的能力，極大地提高了電池的光電轉(zhuǎn)化率。
在新近出版的美國化學(xué)學(xué)會(huì)《納米》雜志上，加州大學(xué)洛杉磯分校亨利薩繆里工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院材料學(xué)和工程教授楊陽（音譯）領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)表文章，介紹了他們?nèi)绾螌⒔鸺{米粒子層植入一個(gè)串聯(lián)的高分子太陽能電池的兩個(gè)光吸收區(qū)中，形成了特殊三明治結(jié)構(gòu)的電池，從而收獲到更寬太陽光譜的光能。
研究人員發(fā)現(xiàn)，通過金納米粒子層的相互連接，他們大幅度地提高了光電太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化率。金納米粒子通過等離子效應(yīng)，可在薄薄的有機(jī)光電層中產(chǎn)生強(qiáng)電磁場，其結(jié)果是將光能聚集使其更多地被電池中的光吸收區(qū)捕獲。
盡管將金屬納米結(jié)構(gòu)融入光電太陽能電池結(jié)構(gòu)中存在著不少困難，但研究小組化解了這些難題，并首次宣布成功地研制出等離子增強(qiáng)高分子串聯(lián)太陽能電池。楊陽表示，通過簡單地將金納米粒子層植入電池兩個(gè)光吸收區(qū)中，他們便獲得了高效等離子高分子串聯(lián)太陽能電池。出現(xiàn)在連接層中間的等離子效應(yīng)能夠同時(shí)改善上、下兩層光吸收區(qū)的工作狀態(tài)，將串聯(lián)太陽能電池的轉(zhuǎn)化率從以前的5.22%提高到6.24%，增比達(dá)20%。
實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)果都顯示，太陽能光電電池效率的提高得益于金納米粒子近區(qū)的增強(qiáng)，也表明等離子效應(yīng)對未來高分子太陽能電池的開發(fā)具有極大的潛力。研究小組認(rèn)為，夾層結(jié)構(gòu)作為開放平臺(tái)能夠應(yīng)用于多種高分子材料，為獲得高效多層串聯(lián)太陽能電池創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。
