為室內應用提供高性能有機光伏電池

2019-10-10 09:53:57

瑞典和中國的科學家開發了經過優化的有機太陽能電池,可以將室內的環境光轉化為電能。它們產生的功率很低,但可能足以喂入物聯網將帶到網上的數百萬種產品。

隨著物聯網的擴展,預計我們將需要在公共場所和家庭中都擁有數百萬種在線產品。其中許多傳感器將是用于檢測和測量水分,顆粒濃度,溫度和其他參數的眾多傳感器。因此,對小型和廉價可再生能源的需求正在迅速增加,以減少對頻繁且昂貴的電池更換的需求。

這是有機太陽能電池的用武之地。它們不僅靈活,制造便宜并且適合在印刷機中作為大表面制造,還具有另一個優點:光吸收層由施主材料和受主材料的混合物組成,這在調節太陽能電池方面具有相當大的靈活性,從而可以針對不同的光譜(針對不同波長的光)進行優化。

由侯建輝(Jianhui Hou)領導的中國北京研究人員和由馮峰(Feng Gao)領導的瑞典林雪平(Linköping)研究人員現已共同開發了一種經過精心確定的組成的供體和受體材料新組合,可用作有機物的活性層太陽能電池。這種組合精確吸收了我們客廳,圖書館和超級市場中包圍我們的光的波長。

研究人員在《自然能源》的一篇文章中描述了有機太陽能電池的兩種變體,其中一種變體的面積為1 cm2,另一種變體的面積為4 cm2。較小的太陽能電池以1000 lux的強度暴露于環境光下,研究人員觀察到,多達26.1%的光能轉化為電能。有機太陽能電池在200 lux至1000 lux之間變化的環境光下提供了1000多個小時的高電壓。較大的太陽能電池仍保持23%的能源效率。

林雪平大學生物分子與有機電子學系高級講師高峰說:“這項工作表明有機太陽能電池將在我們的日常生活中廣泛用于為物聯網供電。”

化學研究所教授侯建輝說:“我們相信,在未來幾年中,有機太陽能電池的效率將在環境光的應用中得到進一步提高,因為在這項工作中仍存在優化材料的巨大空間。”中國科學院院士強調。

結果是有機太陽能電池領域內研究的進一步進展。例如,在2018年夏季,科學家與其他許多大學的同事共同發布了有關構建高效有機太陽能電池的規則(請參見下面的鏈接)。該文章收集了來自七所大學的25名研究人員,并發表在《自然材料》上。該研究由高楓領導。這些規則已被證明在通向室內高效太陽能電池的完整途徑中很有用。

分拆公司

在OlleInganäs(現為名譽教授)的領導下,林雪平大學的生物分子和有機電子研究小組多年來一直是有機太陽能電池領域的世界領先者。幾年前,OlleInganäs和他的同事Jonas Bergqvist(《自然材料》和《自然能源》的文章的共同作者)成立,現在是一家公司的共同所有人,該公司致力于將室內太陽能電池商業化。

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