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東麗用高分子材料制造厚有機(jī)太陽能電池

作者:新聞中心 來源:《日經(jīng)電子》 發(fā)布時間:2013-09-26 瀏覽:
     中國儲能網(wǎng)訊:東麗2013年9月20日宣布,該公司的“聚合物有機(jī)薄膜太陽能電池”達(dá)到了全世界最高的10.6%的轉(zhuǎn)換效率。當(dāng)天,該公司在“第74屆應(yīng)用物理學(xué)會秋季學(xué)術(shù)演講會”(2013年9月16日~20日)上公開了該電池的詳細(xì)情況。
 
  據(jù)東麗介紹,該太陽能電池在電子供體(相當(dāng)于無機(jī)半導(dǎo)體的p型半導(dǎo)體)方面使用了自主開發(fā)的噻吩類高分子材料“Polymer-1”。另外,還使用C70衍生物“PCBM70”作為電子受體(相當(dāng)于n型半導(dǎo)體)。Polymer-1的HOMO(最高占用分子軌道)能級為-5.1eV,帶隙為1.58eV。載流子遷移率約為1.0×10-2cm2/Vs,高于原來使用的電池供體材料。不過,“由于專利的關(guān)系”(東麗),該公司并未公布Polymer-1的詳細(xì)化學(xué)結(jié)構(gòu)。
 
試制的聚合物有機(jī)薄膜太陽能電池 (點擊放大)
    試制的聚合物有機(jī)薄膜太陽能電池 (點擊放大)
試制元件的各波長的外部量子效率(左)和輸出功率特性(右)。 (點擊放大)
    試制元件的各波長的外部量子效率(左)和輸出功率特性(右)。 (點擊放大)
 
  東麗使用該材料試制了元件面積為4mm2、活性層膜為130nm的有機(jī)薄膜太陽能電池,顯示轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了9.4%。
 
  東麗為了獲得更高的光吸收率,還以相同的材料和相同的元件面積試制了活性層膜厚度為300nm的有機(jī)薄膜太陽能電池。結(jié)果發(fā)現(xiàn),較短波長的光吸收率提高,轉(zhuǎn)換效率上升到了10.6%。此時的短路電流密度為21.7mA/cm2,開路電壓為0.762V,F(xiàn)F(Fill Factor,填充因子)為0.641。
 
  擁有300nm厚度活性層膜的有機(jī)太陽能電池以前幾乎沒有過。這是因為,加厚有機(jī)材料的活性層膜后,一般很難從電極分別高效提取受光激發(fā)產(chǎn)生的電子和空穴。而此次“由于Polymer-1為高分子,而且作為高分子其載流子遷移率也很高,因此容易形成載流子移動至電極的路徑,可以增加膜的厚度”(東麗)。另外東麗還表示,憑借這一點,除了可實現(xiàn)高效率之外,還有望實現(xiàn)不易發(fā)生由元件電極間的短路造成的泄漏,從而提高耐久性。
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關(guān)鍵字:東麗 高分子 材料

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