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人禾娱乐平台:科学家欲开发低成本高效太阳能电池

发布日期:2020-12-03 00:12浏览次数:
本文摘要:据物理学家组织网10月11日报道,美国罗格斯大学的研究人员发现,有机半导体晶体芴中激子的扩散距离是此前指出的1000多倍,与用于制作无机太阳能电池的硅、砷化镓等材料中激子的距离相当。科学家指出,新的研究将导致有机太阳能电池成本更低、性能更好,有可能取代硅基太阳能电池。 罗格斯大学助理教授Waitali Podzrefo回应说,科学界仍然使用有机半导体生产太阳能电池和其他产品,因为有机半导体需要建立在大塑料片上。

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据物理学家组织网10月11日报道,美国罗格斯大学的研究人员发现,有机半导体晶体芴中激子的扩散距离是此前指出的1000多倍,与用于制作无机太阳能电池的硅、砷化镓等材料中激子的距离相当。科学家指出,新的研究将导致有机太阳能电池成本更低、性能更好,有可能取代硅基太阳能电池。

罗格斯大学助理教授Waitali Podzrefo回应说,科学界仍然使用有机半导体生产太阳能电池和其他产品,因为有机半导体需要建立在大塑料片上。然而,有机半导体有限的光伏转换效率允许其在太阳能领域的发展,但新的发现可以加快有机太阳能电池的研发。Bodzlefu和他的同事发现超净晶体有机半导体芴中激子的前向距离是前面指出的1000多倍。

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此前,研究人员观察到有机半导体中激子的前向距离严重小于200纳米。Podzrefour回应说,这是科学家第一次仔细观察到激子在有机半导体中可以前进几微米,平均扩散距离在2微米到8微米之间,与无机太阳能电池材料硅和砷化镓中激子的扩散距离相当。激子的扩散距离越大,可以吸收的太阳光越多。Bodzlefu解释说,当激子撞击半导体的边界或节点时,电子向节点一侧移动,电子和空穴向另一侧移动,产生光伏电流。

如果激子的扩散距离接近1纳米,就意味着离边界或节点最近的激子不会产生光伏电流,这也是目前有机太阳能电池转换效率高的原因。研究者认为激子一般可以分为Wannier激子和Frenkel激子。Vannier激子在晶格中运动更慢,因此它们的光电特性更引人注目。进一步发现有机半导体晶体中激子的不道德性更像无机晶体中Wannier激子的不道德性。

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此前,科学家认为只有frenkel激子不会频繁出现在有机半导体中。因此,本实验证明激子传播的势垒不是有机半导体的固有势垒,进一步的研究将导致更高效率、大批量生产的有机太阳能电池的发展。

研究人员还发明了一种新技术,偏振分辨光敏电流光谱学,可以分离晶体表面的激子,产生大的光敏电流,也可以用作其他物质。


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