溶劑混合物影響有機太陽能電池的結(jié)構(gòu)

    在聚合物太陽能電池中控制受體層和供體層之間或者太陽能電池域之間的混合，可以提高電池效率。這一結(jié)果是由來自北卡州立大學(xué)的物理學(xué)家組成的科研團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)的，他們的發(fā)現(xiàn)闡明了這些太陽能電池的內(nèi)部工作方式，并且可以引領(lǐng)未來效率的提高。

    聚合物太陽能電池包括兩層域，一般稱作受體層和供體層。由太陽能電池產(chǎn)生的能量粒子--激子，為了能被用作能量源，必須能快速移動到受體和供體域的界面。科研人員認(rèn)為，盡可能保持供體和受體層的純凈，是確保激子能夠暢通無阻移動的最好方式，這樣可以使太陽能電池捕獲最多數(shù)目的能量。
北卡州立大學(xué)的物理學(xué)家Harald Ade和他的小組聯(lián)合英國，澳大利亞和中國的科研團(tuán)隊，共同檢驗其物理結(jié)構(gòu)，并且改善聚合物太陽能電池的生產(chǎn)。發(fā)表在Advanced Energy Materials 和Advanced Materials的兩篇獨立論文中，科研人員展示了兩種域的一定混合可能不是一件壞事。實際上，如果這種混合域的形態(tài)或結(jié)構(gòu)很小，太陽能電池仍然是相當(dāng)有效率的。

    Ade說，“我們之前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些太陽能電池中的域并不純凈。所以我們就去觀察添加劑是怎么樣影響這些電池生產(chǎn)的。當(dāng)你生產(chǎn)電池的時候，溶劑和添加劑的相對蒸發(fā)率決定了活性層的形成，以及供體層和受體層的混合。理想來說，你想要溶劑蒸發(fā)得足夠慢，以使材料有時間去分離--否則層就亂了，并且降低了電池效率。我們利用了一種可以減緩蒸發(fā)的添加劑。這就控制了混合和活性層的域尺寸，并且混合的部分很小。”

   “那些混合層的效率是卓越的，這也可以讓我們進(jìn)行推測：只要域很小，供體和受體一定的混合并不是一個問題。”

    “我們正在尋找最佳混合點，按照我們用來生產(chǎn)聚合物太陽能電池的溶劑和添加劑，按照域的物理混合，以及怎樣可以影響效率。”Ade補充到。

    該研究項目由美國能源部資助。Ade是發(fā)表在Advanced Energy Materials上的論文的通訊作者，其他作者還包括博士后Brian Collins， John Tumbleston和研究生Eliot Gann。劍橋大學(xué)的李哲(音譯)博士和澳大利亞莫納什大學(xué)的christopher McNeill也同樣做出了貢獻(xiàn)。Ade也是發(fā)表在Advanced Materials上的論文的作者，其他合作作者還包括Ade的博士后馬偉(音譯)，北京中科院的侯建輝教授。