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微米级“耙子”可让太阳能电池转换率倍增ag88环亚娱乐

来源:http://www.lengao520.com 责任编辑:ag88环亚娱乐 2019-02-04 07:01

  微米级“耙子”可让太阳能电池转换率倍增

  混合供体(donor)聚合物与 受体(acceptor)的许多聚合物组合可用于构成一个完好的塑料太阳能电池。惋惜的是,ag88环亚娱乐,有些最佳组合往往由于集合在一起而减少了电子搬运时的表面积 ——从供体(搬运电子)到受体(让太阳能电池中的电子经过,传送至到太阳供电的设备)。但是,透过一个微米级的耙子即可排解这些集合,并构成纳米级晶体,使得表面积倍增,然后进步2倍的输出功率。

  美国斯坦福大学(Stanford University)资料与能源科学研讨所(SIMES)将这一进程称为流体强化晶体工程(FLUENCE)。

  咱们别离运用了供体和受体聚合物资料——即全聚合物太阳能电池,在涂布期间运用微米级耙子爬梳,可使所用的模型体系功率倍增,SIMES成员之一的华裔教授鲍哲南表明。

  现在一般都会为全塑料太阳能电池挑选运用聚合物,由于聚合物较不会集合,即便发生的激子也很少会是易于集合的聚合物。但是,运用这种FLUENCE技能,可 让太阳能电池运用聚合物完成聚光功用——每个光单位所发生的激子(电子/电洞对),然后优化变换功率,使其输出功率较传统的涂布方法增加一倍。

柱状竖立的1微米间隔流体强化晶体工程或FLUENCE耙子的 扫描电子显微镜(SEM)图

  这种微米级的耙子可加以调谐而与现存的聚合物配方一起作业。但是,依据所运用的聚合物体系,耙子的效应也有所差异,但在聚合物倾向于集合成一大块的情况下最有用。它可运用显微级的耙子使其涣散成小块,完成更有功率的激子解离,鲍哲南说。

  现在,这些经概念验证的耙子试验正以非常缓慢的速度进行——每小时约3.5-14.2英吋,与塑料太阳能电池完成最经济出产需求每小时50英哩的高速卷对卷 (R2R)工艺相距甚远。但是,研讨员们并不忧虑进步速度的应战,他们表明,这只需求优化参数即可——这包含从挑选不同溶剂类型到改动工艺温度,以便使 FLUENCE工艺提升到更高速的制作。

  我以为,为了执行这种微米级耙子的长处,挑选适宜的溶剂和温度非常重要,鲍哲南表明。

  据鲍哲南解说,曩昔一般选用显微级直刀来分裂这些集合块,但微型耙子的功率更高18%,加上它还能制作商进一步进步全塑料太阳能电池的出产功率。事实上,研讨人员们非常看好这种FLUENCE工艺,可让塑料太阳能电池只需求一小部份的制作本钱,就能展示逾越硅晶太阳能电池的功率。

流体强化晶体工程(FLUENCE) 解决方案

  美国国家加速器试验室(SLAC)的斯坦福同步辐射光源(SSRL)部分负责人Mike Toney运用X射线衍射丈量FLUENCE可分隔供体与受体纳米级晶体的程度,也为这项研讨带来奉献。此外,美国罗伦斯柏克莱国家试验室(LBNL)的 先进光源(ALS)则用于表微这项技能。

  微米级粑子以1.2微米间隔封装,高度约1.5微米。斯坦福大学研讨研讨员Yan Zhou为供体与受体晶体之间表征优化间隔——使其挨近到足以完成快速的电子搬运,但又不至于太挨近让受体可在收集到电力后才传回电子。

  其他有助于完成这项方案的还包含前SLAC科学家Stefan Mannsfeld(现为德国Dresden工业大学教授)、前SIMES博士后研讨员Ying Diao(现任伊利诺大学教授),以及来自ALS、北京大学与韩国成均馆大学的科学家群。

  美国能源部(DoE)的BRIDGE研讨方案、SLAC的辅导研讨和开发方案试验室与国家加速器试验室、SIMES以及斯坦福大学均为这项供给资助资金。

  

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