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科學新知 : 2021 Nature, R.H. Fridend, 超越 20% 有機太陽能電池設計

  Nature (IF 49.962) 期刊近期報導透過優化非富勒烯受體 (non-fullerene acceptors, NFA) 的結構,可讓有機太陽能電池具有20%或更高功率轉換效率 (power conversion efficiency, PCE)。

  在有機太陽能電池中使用非富勒烯受體 (NFA),雖然可提高有機太陽能電池效率,但其效率仍低於無機太陽能電池 (功率轉換效率通常超過20%),而其中的關鍵因素與有機太陽能電池的開路電壓較低有關。

  為了使有機太陽能電池在效率方面可與無機太陽能電池競爭,我們必須確定和抑制非輻射損耗路徑。在此研究中,作者透過雜合技術重組非輻射通道,並透過太陽光模擬器進行研究,結果表明其反向電荷轉疑率可能會降低一個數量級,並使自旋三重態電荷轉移激子重新分離。作者更展示了NFA系統,顯示三重態激子的形成受到抑制。因此,這項研究為具有20%以上功率轉換效率的有機太陽能電池提供了設計途徑。

  在科學研究中,也使用量子效率測量系統分析太陽能電池的EQE (External Quantum Efficiency) 光譜,同時對於太陽能電池在太陽光模擬器下的短路電流,也提供了Jsc (short-circuit current density) 的比對,以證明實驗的真確性。此外,光焱科技的太陽光模擬器與KA-6000軟體,提供了短路電流對時間變化的監控,以證明太陽能電池的穩定!

2021 Nature, R.H. Friend, Over 20% OPV Design 有機太陽能電池設計
2021 Nature, R.H. Friend, Over 20% OPV Design 有機太陽能電池設計
2021 Nature, R.H. Friend, Over 20% OPV Design 有機太陽能電池設計

關鍵字:有機太陽能電池、太陽光模擬器、量子效率

原文: https://www.nature.com/articles/s41586-021-03840-5

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