亚特兰大(2004年12月13日) - 随着能源价格持续上涨,企业正在寻求可再生能源以获得更便宜的电力来源。由于生产传统硅基太阳能电池的高价格,从最丰富的这些来源 - 太阳 - 制造电力可能很昂贵。进入有机太阳能电池。由更便宜的材料制成,它们的灵活性和羽毛重量结构有望开辟太阳能的新市场,可能为从射频识别(RFID)标签到iPod和笔记本电脑的所有产品提供动力。
佐治亚理工学院的研究人员开发出一种创造轻质有机太阳能电池的新方法。通过使用并五苯,研究人员已经能够高效地将太阳光转换为电能。该研究发表在2004年11月29日的“应用物理快报”杂志上。
“我们已经证明使用结晶有机薄膜,并五苯,是开发有机太阳能电池的一种有前景的新方法,”佐治亚理工学院有机光子学和电子学中心和电子与计算机工程学院教授Bernard Kippelen说。 。“在我们的论文中,我们表明我们已经能够以2.7%的效率将太阳能转化为电能。从那时起,我们已经能够证明功率转换效率为3.4%,并且相信在不久的将来我们应该达到5%。“
Kippelen解释说,使并五苯成为有机太阳能电池的良好材料的原因在于,与研究用于这些电池的许多其他材料不同,它是一种晶体。以规则图案连接在一起的原子的晶体结构使得电流比其他一些更无定形的有机材料更容易通过它。
该研究小组由Kippelen和研究科学家Seunghyup Yoo和Benoit Domercq组成,他们使用了并五苯和C60,这是一种在细胞中更常被称为“巴基球”的碳。其他团体在太阳能电池中使用并五苯的先前尝试将材料与金属结合,而不是像C60这样的有机分子。
“金属 - 并五苯细胞的效率非常低,”Kippelen说。“我们决定将并五苯与有机分子配对,因为这样的组合可以产生更大的电流。”
一旦完全开发,有机太阳能电池可以彻底改变电力行业。它们的灵活性和最小的重量使它们可以被放置在几乎任何东西上,从为帐篷内部提供动力的帐篷,到为个人电子设备供电的衣服。
Kippelen说,太阳能电池距离住宅应用还有至少五年的时间。但他估计,他们将准备好在两年内用于某些零售商用来控制库存的小型设备,如RFID标签。Kippelen和有机光子学与电子中心的其他教授启动了位于乔治亚理工学院的衍生公司LumoFlex,以利用该研究的商业应用。
Tech于2003年成立了有机光子学和电子学中心,当时Kippelen和化学教授Seth Marder,Joe Perry和Jean-Luc Bredas从亚利桑那大学来到Tech。该中心与大学光伏发电中心(UCEP)的硅片研究团队合作,致力于开发有机和硅太阳能电池领域的突破性研究和培训。
“硅和有机光伏组织正在乔治亚理工学院合作,加速开发具有成本效益的太阳能电池,同时解决能源和环境问题,减少对外国石油的依赖,”UCEP和摄政教授主任Ajeet Rohatgi说。在电气和计算机工程学院。
今年,Tech开始实施战略能源计划,开展太阳能和风能等可再生能源的科学和经济研究与开发。
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