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創紀錄的有機光伏發電（diàn）效（xiào）率

發布時間：2022-12-22 作者： 來源： 瀏（liú）覽：2232
有機光伏（OPV）是基於有機半導體的下一代太陽能電池技術，可用於可擴展的清潔能源和（hé）可穿戴電子設備。但OPV中光生載流子的（de）複合會導（dǎo）致（zhì）出現不可（kě）逆的能量轉換損失，這使得OPV的（de）功率轉換（huàn）效率（lǜ）（PCE）無法進一步提高。近日，發表在《自然·能源》（Nature Energy）上的一項研究顯示，香港城市（shì）大（dà）學的研究人員（yuán）克服了這一障礙，他（tā）們開（kāi）發了一種新的設備工程策略，成（chéng）功抑製了OPV能量（liàng）轉換損失（shī），實現了超過19%的創紀錄的光電轉換效率。
在OPV中，來自陽光的能量會產生激子（結合在一（yī）起的帶負（fù）電的電子和帶正電的空穴（xué）），並在納米級給體-受體界麵（miàn）處離解成自由電子和空（kōng）穴，產生電荷（hé）載流子，也就是光電流（liú）。但如果（guǒ）這些（xiē）電荷載流子沒有被電極收集，就會在給體-受體界麵再次（cì）相（xiàng）遇，重（chóng）新結合成為低能三重態激子T₁，並弛豫回基（jī）態（tài）。在這個不可逆（nì）的過程（chéng）中，能量會（huì）以（yǐ）熱量的形式損失，光電（diàn）流也會損失，極大限製了OPV可實現的最大PCE。研究人員（yuán）采用降低了給體和受（shòu）體材料混合（hé）度的平麵混合異質（zhì）結（PMHJ）取代（dài）了傳統（tǒng）的高度（dù）混合的本體異質結（BHJ），減少了給體-受體接觸（chù），能夠最大限度地抑製界麵處電荷轉移狀態介導的損耗途徑，降低T₁濃度。這項研究從根本上改變了過去多通過增大給體-受體接觸（chù）界麵從而提升OPV性能的策略，並為未（wèi）來（lái）OPV技術商業化提供了全麵的基礎。
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