Laut der US Daily Science Website haben Wissenschaftler der Universität von Michigan gezeigt, dass organische photovoltaische Zellen eine photoelektrische Umwandlungseffizienz von bis zu 15% aufweisen, und die neuen Ergebnisse werden die kommerzielle Nutzung von flexibleren und billigeren Solarzellen weiter fördern.
Die Forscher schätzen, dass, wenn die photoelektrische Umwandlungseffizienz der organischen Solarzelle 15% erreichen kann und die Lebensdauer 20 Jahre erreicht, die Stromerzeugungskosten nur 7 Cent pro Kilowattstunde betragen. Und die Daten der US Energy Information Administration zeigen, dass 2017 Die durchschnittlichen Stromerzeugungskosten in den Vereinigten Staaten betragen 10,5 Cent pro Kilowattstunde.
Organische Solarzellen haben viele Vorteile gegenüber herkömmlichen anorganischen Batterien: Silizium-basierte anorganische Solarzellen sind teuer in der Herstellung, aber Kohlenstoff-basierte organische Solarzellen können billig in Rollen hergestellt werden, die dünn genug sind, um in Gebäuden oder Kleidung verwendet zu werden. Es biegt und dreht sich im Inneren und kann in jeder Farbe, sogar transparent, um die Umgebung angepasst werden.
Die photoelektrische Umwandlungseffizienz von organischen Solarzellen ist jedoch relativ gering und sie können nur im Wettbewerb mit gewöhnlichen Energiequellen einen Einbruch erleiden. Der Autor der Studie, Car Xiaozhou, sagte: 'In den letzten Jahren schwankte die photoelektrische Umwandlungseffizienz zwischen 11% und 12%. % oder so.
Um den Durchbruch zu erzielen, haben die Forscher eine Reihe von Fortschritten in Design und Prozess erzielt: Zuerst entwickelten sie ein System, das eine spezielle Schicht zur Absorption von sichtbarem und infrarotem Licht kombiniert und im Wesentlichen zwei organische Solarzellen stapelte. - Man kann Licht im sichtbaren Spektrum ab einer Wellenlänge von 350 Nanometern absorbieren, das andere kann Nahinfrarotlicht bei Wellenlängen bis 950 Nanometer absorbieren. Cha Xiaozhou sagte: "Die photoelektrische Umwandlungseffizienz der Batterie selbst beträgt 10% bis 11%. Wenn sie übereinander gestapelt werden, nimmt die Lichtabsorption zu. Außerdem haben wir Antireflexbeschichtungen verwendet, um den Wirkungsgrad auf 15% zu erhöhen. "Das Team bewies außerdem, dass ihre neue Konstruktion, Material- und Prozessfertigung bis zu 95% Ertrag bringt Oben ist es sehr wichtig, den Herstellungsprozess auf das industrielle Niveau zu erweitern.
Die Forscher glauben, dass die Umwandlungseffizienz weiter verbessert werden kann. Che Xiaozhou erklärte: "Sie können den Strom erhöhen, indem Sie die Lichtabsorption verbessern und den Energieverlust minimieren, wodurch die Spannung erhöht wird. Die Berechnungsergebnisse zeigen, dass die photoelektrische Umwandlungseffizienz dieser Art von Ausrüstung In naher Zukunft werden bis zu 18% dazu beitragen, Solarenergie zu einer wirklich allgegenwärtigen Quelle sauberer Energie zu machen.
Die Studie wurde in der neuesten Ausgabe des Magazins Nature & Energy veröffentlicht.
