磁性納米粒子可以提高由聚合物制成的太陽能電池的性能——前提是納米粒子加入的量合適。這是在DESY的同步輻射光源PETRA III 的X射線研究的結(jié)果。慕尼黑技術(shù)大學(xué)教授彼得•博士穆勒 - Buschbaum為首的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，納米粒子質(zhì)量比約增加百分之一，太陽能電池效率就會(huì)更高。他們將在先進(jìn)能源材料雜志上發(fā)表他們的調(diào)查結(jié)果。

 

聚合物或有機(jī)的太陽能電池有著巨大的潛力：它們價(jià)格低廉，方便靈活，并且非常實(shí)用。與既定的硅太陽能電池相比，其缺點(diǎn)是效率較低。通常，它們的轉(zhuǎn)化效率只有幾個(gè)百分點(diǎn)。然而，有機(jī)太陽能電池已經(jīng)在許多情況下是經(jīng)濟(jì)上可行的，科學(xué)家們正在尋找新的方法以提高它們的效率。

 

一種有前景的方法是添加納米顆粒。結(jié)果顯示，例如，金納米粒子吸收額外的陽光，當(dāng)能量被金粒子再次釋放的時(shí)候反過來又產(chǎn)生額外的電荷載流子。

 

添加納米粒子是一個(gè)例行程序，這種程序可以很方便的被利用到各種制造有機(jī)物太陽能電池的不同方法中。但是不要在太陽能電池中添加太多的納米粒子，因?yàn)橛袡C(jī)太陽能電池的內(nèi)部的既定結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行精細(xì)地調(diào)節(jié)，以優(yōu)化聚光之間的距離，活性材料，從而使電荷載流子對(duì)盡可能有效分離成為可能。這些內(nèi)部結(jié)構(gòu)大約在10至100納米的范圍內(nèi)。

 

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對(duì)基體摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%的納米粒子時(shí)對(duì)基體的影響是*大的。這可以使聚合物太陽能電池的效率從3.05%增加至3.37%。穆勒 - Buschbaum強(qiáng)調(diào)，一種材料能源產(chǎn)量11%的增加對(duì)這種材料是否可以利用到既定的場(chǎng)合是至關(guān)重要的。

 

研究人員認(rèn)為，也可以通過摻雜納米顆粒來增加其它聚合物太陽能電池的效率。穆勒 - Buschbaum總結(jié)到“高性能聚合物與納米粒子的結(jié)合來增加有機(jī)太陽能電池效率的方法未來將會(huì)有極大地前景。然而，如果沒有一個(gè)像使用由同步加速器發(fā)射的X射線這樣實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)測(cè)試，那么很難對(duì)這種方法的潛在機(jī)理獲得一個(gè)基本的解釋”。

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