2019年10月30日星期三

有机太阳能电池(OSC)

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                      有机光伏电池(来源:Fraunhofer ise)

有机太阳能电池(OSC),也称为塑料太阳能电池是使用有机材料的第三代光伏技术(基于小型有机分子,树枝状大分子和聚合物的形式),将阳光转化为电能。

有机光伏器件包括一个或多个层,包括两个电极层之间的光活性层。使用轧辊制造印刷这些层,类似于报纸的方式印刷,厚度在纳米级上。光活性层通常在薄的塑料基板上印刷,然后用保护性和柔性箔层压。

在OPV电池中,阳光被吸收在由供体和受体半导体有机材料(通常是聚合物或小分子)组成的光活性层中,以产生光电流。供体材料(D)捐赠电子和主要输送孔和受体材料(A)抽出电子并主要传输电子。

对于有机材料变成导电或半导体,需要高水平的缀合(交替的单键和双键)。

有机太阳能电池与传统硅对手有几个优点。它们是非常环保的,因为它们含有无毒的元素,并且可以使用卷到卷沉积在低温下加工,因此可以具有极低的碳足迹。

传统的硅太阳能电池非常适合太阳能电池和建筑物屋顶的大规模发电,但它们不适合电动车辆和融入建筑物的窗户。有机太阳能电池可以坐在弯曲的表面上,它们非常轻巧,柔韧且透明。

另外,由于其成本低与基于硅基材料的成本较低和化学合成的相对容易性,可以减少有机太阳能电池的制造成本。

与有机光伏电池相关的缺点包括它们的低效率(目前〜15%)与无机光伏器件相比。

有机太阳能电池是新型柔性太阳能电池,它们将成为商业现实,因为它将使设计人员在他们可以使用的材料中进行更多选择。