提高有機太陽(yáng)能電池效率方式
發(fā)布時(shí)間：2013-09-10 新聞來(lái)源：一覽電力英才網(wǎng)
一覽電力英才網(wǎng)：英美科學(xué)家攜手進(jìn)行的研究發(fā)現，該研究發(fā)表在《自然》雜志上。讓有機太陽(yáng)能電池內的電子采用特定的方式“自旋”，有望大幅提高有機太陽(yáng)能電池的光電轉化效率，該最新技術(shù)還可用于研制性能更高的有機發(fā)光二極管。
有機太陽(yáng)能電池模擬植物的光合作用進(jìn)行工作，其纖薄、輕便而且柔韌，也可以像報紙一樣打印出來(lái)，與目前廣泛使用的硅基太陽(yáng)能電池相比，制造過(guò)程更迅捷，成本也更低。但其最高光電轉化率僅為12%，還無(wú)法與轉化效率高達20%至25%因此更具商業(yè)優(yōu)勢的硅基太陽(yáng)能電池相媲美�，F在，劍橋大學(xué)和華盛頓大學(xué)的科學(xué)家們攜手進(jìn)行的研究發(fā)現，對有機太陽(yáng)能電池內電子的自旋方式進(jìn)行操控，能顯著(zhù)提高其性能，有助于科學(xué)家們研制出廉價(jià)且高性能的有機太陽(yáng)能電池。
此前科學(xué)家們對有機太陽(yáng)能電池內電子的不同表現困惑不已，希望厘清為什么有些電子的表現會(huì )出乎意料地好，而另外一些電子的表現則差強人意。為此，劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗室的科學(xué)家們研發(fā)出了一種敏感的激光技術(shù)來(lái)追蹤有機太陽(yáng)能電池內電子的行為和相互作用。他們驚奇地發(fā)現，“罪魁禍首”是電子擁有的自旋這種量子屬性。自旋是粒子擁有的一個(gè)與其角動(dòng)量有關(guān)的屬性。電子擁有兩種自旋方式：朝上或朝下。通過(guò)一個(gè)名為“再結合”的過(guò)程，太陽(yáng)能電池中的電子會(huì )失去其擁有的能量，進(jìn)入一個(gè)完全空的名為“洞”的狀態(tài)。研究人員發(fā)現，讓電子采用特定的方式“自旋”，能夠阻止能量損失，并增加太陽(yáng)能電池的電流。
該研究的領(lǐng)導者、卡文迪什實(shí)驗室的研究員阿克沙伊˙拉奧表示：“借用這一令人興奮的研究發(fā)現，我們能利用自旋物理學(xué)提高太陽(yáng)能電池的性能，以前，我們認為這不可能發(fā)生。使用這種方式研制的新材料和太陽(yáng)能電池或許很快會(huì )面世。”
研究人員認為，這一設計概念有助于科學(xué)家們縮小有機太陽(yáng)能電池和硅基太陽(yáng)能電池在轉化效率方面的差異，另外，也有望用于制造性能更高的有機發(fā)光二極管。有機發(fā)光二極管是一種方興未艾的顯示技術(shù)，用于制造手機和電視中使用的更高效的顯示器。
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