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耐熱性大幅提高的有機薄膜太陽能電池(OPV)
時間:2019-04-29???點擊: 329 次
????日本理化學研究所于2015年9月24日宣布,開宣布了耐熱性大幅進步的有機薄膜太陽能電池(OPV)。相關論文已刊登在學術雜志《Nature》的在線版“ScientificReports”上。

OPV比硅類太陽能電池等耐用性差,這是其遲遲得不到實用化的原因之一。盡管下降耐用性的紫外線、水及氧氣等要素可通過封裝資料等處理,但關于耐熱性卻沒有很好的處理方法。此次開發的技術大幅進步了耐熱性,有或許成為加快OPV實用化的重要一步。此次試制的OPV元件的能量轉化功率最高為9.0%,在研究所的試制實例中是比較高的。

(a)是此次開發的OPV元件的耐熱性實驗成果。紅色折線為HTL選用氧化鎢(WOx)的元件,藍色折線為HTL選用MoOx的元件,黑色折線是原來的選用p型半導體資料的元件。(b)是元件構造的概要。

開宣布這項技術的是日本理化學研究所創發特性科學研究中心創發分子功能研制組高檔研究員尾坂格等人。進步耐熱性的關鍵是作為p型半導體資料選用了新開發的高分子資料“PTzNTz(thiophene and thiazolothiazole)”。


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在500小時的耐熱性實驗中沒有劣化

尾坂等人選用這種PTzNTz和n型半導體資料——富勒烯誘導體,作為活性層資料,試制出了OPV元件。為評價其耐熱性,將OPV元件放在攝氏85度的氮氣中保存了500個小時。

原來選用p型半導體資料的OPV元件在相同的耐熱性評價中,動力功率會降至初期值的大約40%,而此次經過500小時后,動力功率為初期值的大約90%,耐熱性大幅進步。另外,此次將OPV元件的正極與活性層之間的空穴運輸層(HTL)的資料由鉬氧化物(MoOx)換成鎢氧化物(WOx),進行了相同的實驗,成果發現動力功率為8.3%,基本沒有下降。

這種OPV元件的能量轉化功率最高值為9.0%,此時的開路電壓(VOC)為0.84V,短路電流(JSC)為16.0mA,填充因子(FF)為0.67。


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