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美國北卡羅萊納州立大學與中國科學院研究人員聯(lián)合發(fā)現(xiàn)一種簡便的途徑，能夠改變運用于太陽能電池聚合物的分子結(jié)構(gòu)。
據(jù)悉，這種修改技術(shù)能夠?qū)⑻柲茈姵氐男试黾佑?0%。以聚合物為基礎的太陽能電池具有兩個結(jié)構(gòu)域，其中包含電子受體與電子供體材料。
當光線被吸入，太陽能電池創(chuàng)造出能源粒子，也被稱為“激子”。為了能夠有效運用能源，激子必須快速游至供體與受體區(qū)域，盡可能的保留住更多的光線。
調(diào)整受體最高占據(jù)之分子軌域（HOMO）與聚合物最低空余分子軌道（LUMO）是一種提升太陽能電池效率的方式，因為激子的受損度最小。
實現(xiàn)這類方式最常見的途徑即將氟原子增添進聚合物的分子主鏈之中，這是一種頗具難度且多步驟的工藝，不僅能夠提高光伏電池的性能，還具有相當高的材料制作成本。
側(cè)鏈修改技術(shù)有助于提高光伏電池的效率
由中科院Jianhui Hou帶領(lǐng)的化學團隊已創(chuàng)造出一種名為PBT-OP的聚合物，由兩種商業(yè)性單體與易于合成的單體組成。來自北卡羅萊納州立大學物理學博士后研究員Wei Ma及論文通訊作者在論文中詳細闡述了聚合物結(jié)構(gòu)及供體的X射線理論：受體形態(tài)學。
PBT-OP開路電壓值為0.78伏，相比于類似聚合物的6伏高出30%。
據(jù)北卡羅萊納州立大學物理學家及共同作者Harald Ade透露，研究小組的研究方式具有數(shù)個優(yōu)勢。
Harald Ade聲稱：“改變這些材料分子結(jié)構(gòu)具有一個潛在性的缺陷，即你很可能提高了太陽能電池的某個性能，卻沒有意識到對設備造成了意想不到的后果。”
“基于這類情況，我們已經(jīng)尋找到一種簡便的方式，通過捕捉更多光能源來改變電子結(jié)構(gòu)并增加設備效率，且不會改變材料吸收、創(chuàng)造及輸送能源的能力。”
該研究小組的研究成果在線發(fā)表在《先進材料》雜志上。此外，該研究由美國能源部、科學辦公室、基礎能源科學及中國科技部聯(lián)合資助。Dr. Maojie Zhang合成該類型聚合物。來自中科院的Xia Guo、Shaoqing Zhang及Lijun Huo亦對該項工作貢獻力量。
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