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有机光伏电池的新掺杂工艺可能改变太阳能产业

2017年1月23日经过罗宾米切尔

一种新的处理技术允许在室温下掺杂有机光伏电池。

一种新的处理技术允许在室温下掺杂有机光伏电池。这对下一代太阳能发电意味着什么?

太阳能的趋势

随着太阳能电池成本的逐渐降低和效率的提高,难怪太阳能正在成为最主要的可再生电力形式之一。与其他常见的可再生能源不同,太阳能基本上可以保证半天的使用时间,这取决于季节和电池的位置。

有趣的是,太阳能电池甚至在阴天时工作并且可以在部分阴天的日子期间产生更多的电力,其中来自阳光太阳的直接光线击中面板和距离中的云反射更多的光线。

太阳能电池板是可再生能源的主要形式之一

尽管太阳能电池在他们所做的更好的价格中越来越好,但仍然存在具有便携性的问题,因为它们目前大而且通常很重。存在折叠套件存在,因此可以在GO上充电手机,但它们通常是笨拙或占用大量的袋空间。

太阳能进化的一个重要步骤将是开发轻便和廉价的可穿戴太阳能电池——这正是研究人员在格鲁吉亚理工学院瞄准。

有机光伏电池

有机技术在电子领域越来越受欢迎,包括雷竞技最新appOLED的崛起、柔性显示器、透明显示器,甚至印刷电子产品。雷竞技最新app有机电子的一个应用是太阳能电池,它使用两种类型的有机分雷竞技最新app子(一个电子供体和一个电子受体)从光中产生电力。

有机电子运动和半导体行业雷竞技最新app面临一个共同的挑战:半导体掺杂材料时需要真空环境(也就是说,注入电荷来改变一种材料是否有过多的电子元素)。雷竞技最新app这样的加工步骤非常昂贵,需要仔细控制的环境,这使得制造困难。这是导致太阳能电池生产昂贵的因素之一。

但是,来自佐治亚州理工学院的研究人员(以及其他机构的同事),开发了一种加工技术这不仅使使用兴奋剂的太阳能电池变得容易,而且更便宜。不需要真空室和物理气相沉积,只需在室温下将有机薄膜浸入溶液中几分钟。

溶液由多氧酸盐的混合物组成(PMA和PTA)硝基甲烷的溶液。结果是P型电掺杂,掺杂深度仅为10nm - 20nm,具有高功函数(太阳能电池发电的重要特征)。掺杂加工的一个重要优点是对有机PV电池的氧化保护的改善,这对于制造和产品寿命增加是重要的。

由格鲁吉亚理工学院生产的有机光伏电池。图片礼貌加州大学圣芭芭拉分校

虽然有机光伏电池约为13%(而标准硅基太阳能电池约为20%),但目前的趋势表明,效率将继续增加有机的器件。但有机器件需要更少的功率来生产并且更容易回收,使它们优选在环境的观点中。产生比其寿命产生更多的太阳能电池,这些电池比其寿命产生更多的电力将是毫无意义的(除非最终应用程序纯粹是用于非环境问题的离网能力)。

更简单的制造步骤

据信,这种加工技术将为非洲和拉丁美洲等国家创造机会,在那里制造业缺乏资本。由于电雷竞技最新app子设备变得更加集成到现代生活中,因此对部件和设备的需求自然会增加。因此,对制造公司的需求将增加和更简单的技术可以使具有较小资金的国家竞争。这可能对发展中国家的经济产生重大影响。

“我们的目标是进一步简化有机太阳能电池的制造,使制造它们所需的每一种材料都可以包含在一个单一的工具包中,并向公众提供。如果你能够为人们提供一种解决方案,让他们自己制造太阳能电池,那么太阳能电池产品可能会有所不同。有朝一日,它将使人们能够自己供电,并独立于电网。- Felipe Larrain,博士生

更简单的制造技术不仅限于有机PV电池。其他突破显示在日常电子产品的制造方式中的转变包括印刷电子产品(特别是雷竞技最新app产品包装的情况)。这种技术是资源有限的地方的理想选择,因为整个电路可以是内部设计和印刷而不是需要在另一个国家制造零件。

与一些进展相比,室温下浸入掺杂的发明似乎很小,但对日常电子产品的潜在影响可能是巨大的。雷竞技最新app