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有機太陽能電池的新曙光

出處 AZO MATERIALS 作者 鍾翠芸 摘譯 年份 2022/07/08
報告類型 新聞報導 分類 新及再生能源 資料時間 2022年7月
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       目前太陽能提供了大約世界總能源需求量的2%。然而,它所蘊含的潛力遠大於此,並足以滿足我們現在和未來的能源需求。為了可實際應用,太陽能電池除了必須是足夠便宜且環保外,它們還必須能夠吸收足量的太陽光線並將其轉換為電能。

       利用有機半導體製作的有機太陽能電池因可做為長期的能量來源而變得越來越流行,然而,最近的研究發現有機太陽能電池在電荷分離的過程中會造成固有能量損失,使得它們在效率方面無法與標準的矽基太陽能電池競爭。為了充分發揮有機太陽能電池的潛力,必須清楚地了解它的工作原理,而這將提供對於發展新型高效率及永續的太陽能電池材料有更好的認知。

     2016 年香港林雪平大學(Linköping University)的一個研究小組驗證了以下的現象,透過調整各種供體-受體材料的搭配可幫助電子從電洞中跳出以避免能量損失,進而提高太陽能電池的效率。為了瞭解電荷在複合和解離的過程中能量是如何流動的,他們在結構的層與層之間鋪設了約數奈米厚的有機半導體薄膜,藉以測量每層中將電子與電洞分離所需的能量,幫助了解電荷分離背後的對應機制。最後他們終於解決了在這個領域所引起相當多爭論的難題,也在最近發表於《自然通訊》雜誌上,揭露怎樣的能階匹配可以將能量損失減到最低。

 

圖片來源:Thor Balkhed