令人兴奋的分子调整可以提高有机太阳能电池的效率

时间：2022-01-21 19:58:04来源：

新的电子接受分子灰度可以保持其激发态比传统的速度长50倍。

分子变化可以提高下一代光伏的效率。

分子调整具有改善的有机太阳能电池性能，使我们更接近更便宜，高效，更容易制造的光伏。鉴于细胞发电层的分子骨干的新设计方法是由京都大学综合细胞 - 物质科学研究所（ICEMS）的科学家开发的，并于今天（3月5日）在Checounch Science中发表。

有机光伏电池预计将成为下一代太阳能电池，因为它们使用更便宜的部件，而且与目前使用的无机太阳能电池相比，更轻，柔韧且易于制造。

“对使用化石燃料及其环境影响日益令人担忧，”ICEMS的分子工程师Hiroshi Imahori说，这是同事Tomokazu Umeyama的工作。“我们需要努力改善可持续能源系统。”

有机光伏中的发力层含有捐赠或接受电子的分子。光被这种薄层吸收，激动分子，该分子产生持续的电流以形成电流。但是对于灯光有效地转换为电力，电子接受组件需要保持兴奋。

一种类型的有机细胞非常擅长吸收广谱光谱，但不会长时间保持兴奋。为试图解决这个问题，伊马里亚，umeyama及其同事们针对细胞的电子接受组分的分子骨干。具体而言，它们用称为噻吩唑啉烯的分子取代了中心环，产生了一种称为矫形的新分子。

类似于其前身，瓦米奇吸收了广谱的可见光和近红外光。值得注意的是，它保持激励状态50倍更长，将超过70％的光颗粒转化为电流。设计通过稳定当光被吸收时通常发生的振动和旋转来实现这一点，节省动能并促进分子间相互作用。

该电池持续低于10％的功率转换效率，其与正在研究的其他有机太阳能电池相当。该团队认为对侧链的修改和噻唑啉代诺分子的核心结构可以进一步提高有机光伏的效率。

参考：“有针对性的和模块化建筑聚合物，采用生物正交化化学定量治疗送货”，Johuatriweera，Joshua D. Simpson，Adrian V.Fuchs，Taracad K.Venkatachalam，Matthias Van de Walle，Christopher B. Howard，Stephen M. Mahler， James P. Blinco，Nicholas L. Fletcher，Zachary H. Houston，Craig A. Bell和Kristofer J. Thurecht，2020年3月5日，化学科学.DOI：
10.1039 / C9SC06456G.