日本jst網(wǎng)站2015年8月28日披露，日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)(JST)與日本京都大學(xué)共同推出：模仿肥皂的結(jié)構(gòu)成功地提高了高分子太陽能電池的效率——高濃度地導(dǎo)入色素、為打破高分子太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率極限做出貢獻(xiàn)。
要點(diǎn)：通過向高分子太陽能電池中導(dǎo)入色素，期待著大幅度地提高高分子太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，但是色素的導(dǎo)入量是有極限的;開發(fā)出類似于似肥皂構(gòu)造的色素從而成功地實(shí)現(xiàn)了高濃度色素的導(dǎo)入，使得高分子太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率提高了約3成;期待今后單體電池單元的轉(zhuǎn)換效率實(shí)現(xiàn)15%。
在JST戰(zhàn)略性的創(chuàng)造研究推進(jìn)事業(yè)中，京都大學(xué)的大北英生副教授、伊藤紳三郎教授等組成的研究小組開發(fā)出能夠向有機(jī)薄膜太陽能電池中的一種高分子太陽能電池中高濃度地導(dǎo)入的近紅外線色素，使得所述太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率成功地提高了約3成(3.8%→4.8%)。
有機(jī)材料能夠吸收的太陽光波長(zhǎng)幅度限于小范圍內(nèi)，但是能夠吸收可見光領(lǐng)域外的近紅外線區(qū)域太陽能的色素(近紅外線色素)高濃度地導(dǎo)入高分子太陽能電池中將大幅度地提高其轉(zhuǎn)換效率。而要使導(dǎo)入的近紅外色素對(duì)發(fā)電產(chǎn)生貢獻(xiàn)，施加的高分子材料和接收的富勒烯界面需要有色素的存在，而高濃度地導(dǎo)入色素將散布于界面以外的領(lǐng)域?qū)е掳l(fā)電效率反而下降，這是所遇到的問題。
大北副教授的研究團(tuán)隊(duì)模仿同時(shí)具有肥皂的親水基團(tuán)和疏水基的結(jié)構(gòu)，開發(fā)了施加材料與親和性高的軸配位子以及接受材料與親和性高的軸配位子同時(shí)具有的異質(zhì)結(jié)構(gòu)的近紅外色素。其結(jié)果能夠?qū)朐瓉?倍重量比的色素，轉(zhuǎn)換效率也成功地提高了約3成。
依據(jù)上述的研究成果可以提高作為下一代太陽能電池而被關(guān)注的高分子太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率極限，期待今后單體電池單元的轉(zhuǎn)換效率實(shí)現(xiàn)15%。上述研究成果于英國時(shí)間2015年8月27日發(fā)表于德國科學(xué)雜志《Advanced Materials》的在線速報(bào)版上。
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