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大阪大学开发新型有机半导体有助于大幅提升有机太阳能电池的效率

盖世汽车 Elisha 2024-09-16 10:00:53

核心提示：这种分子设计表明，受体分子中侧单元的性质是影响激子行为及其效率的关键。

盖世汽车讯作为传统无机太阳能电池的有前景替代品，有机太阳能电池（OSC）具有诸多优势，有望在实现绿色未来的进程中发挥重要作用。受益于其可调化学，研究人员可以精确调整或修改化学系统的特性，以实现期望结果。现在，日本研究人员对这些特性进行了调整，从而提升功率转换效率。据外媒报道，大阪大学（Osaka University）的研究人员开发出新型有机半导体，其能量转换效率高于公认的标准。

该研究中开发的有机半导体概览。（图片来源：大阪大学）

OSC重量轻且灵活，可以相对较低的成本进行大规模生产。因此，它们在农业光伏（其中大面积土地被用于种植农作物）等应用中前景广阔，以将太阳能转化为电能。通常情况下，OSC包含两种有机半导体，一种用于传输电荷载流子（即电子，受体），一种用于传输其他载流子（即空穴，供体）。当激子（电子和空穴的组合）分裂成这些载流子并产生电子-空穴对时，半导体中就会产生电流。激子紧密地结合在一起，但具有足够能量的阳光可以使它们解离，并产生电流。

研究人员Seihou Jinnai表示：“减少分解激子所需的能量（即激子结合能），可以更容易地将光转换为所需的电流。因此我们重点关注影响结合能的因素，其中之一是电子和空穴之间的距离，如果延长这个距离，那么结合能就会减少。”