银纳米粒子使太阳能电池转换率提高

来源:发布时间:2009-11-10 10:04:59

美国俄亥俄州立大学电机及物理学教授Paul Berger所领导的研究小组目前发表研究,在高分子太阳能电池中加入少量的银,可加速电流产生,使转换率提高。其报告刊登于Solar Energy Materials and Solar Cells中。

研究小组测量有银纳米粒子与没有银纳米粒子的高分子太阳能电池的光吸收量与电流密度-每平方厘米所产生电流量。没有银纳米粒子的太阳能电池,每平方厘米产生6.2 milli-amps,有银纳米粒子的太阳能电池,每平方厘米产生7.0 milli-amps(增加近12%)。细小银纳米粒子能使高分子太阳能电池捕获更广的光波长,也增加了电流输出。研究小组认为这种技术能扩大高分子太阳能电池吸收光波长的范围,可突破目前转换效率约5%的瓶颈,要至少到10%才能有实用化的价值。

新技术是将每个银纳米粒子包在超薄聚合物层上(在包入银纳米粒子之前,先将超薄聚合物层下方披覆一涂层,防止银纳米粒子丛生,亦使银纳米粒子自组装成密集且有规律的马赛克图案),这是提高光吸收的关键。银纳米粒子可提高任何类型太阳能电池的整体效率(包括高分子及其它半导体材料的太阳能电池),研究小组亦研究其它纳米粒子配方,以求突破。

藉由改变有机涂料、改变粒子的间距、改变每个粒子的大小及些微的调整马赛克图案等,皆可增加太阳能电池吸收不同的光波长,从而获得更多电流。金属纳米粒子让高分子太阳能电池吸收更多的光。多吸收的光能激发金属微粒中的电子,形成的电子波称为等离子(等离子与光子的混合物)。研究小组正积极的寻找一种简单且不增加制造成本即能产生电浆子的方法(在室温下、使用简单的加工设备,使银粒子自组装在化学涂料上),以降低高分子太阳能电池的成本。

(编辑:xiaoyao)
 


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