鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年12月30日
日本如何獲得有機薄膜太陽能電池9.26%轉換效率?
有機薄膜太陽能電池因無需真空工序而有望降低成本,這一點備受業界期待。雖然目前仍存在如何提高轉換效率和耐久性的課題,但轉換效率已接近10%。為了達到實用水平,風險企業等的開發也日趨活躍。在有機薄膜太陽能電池的轉換效率方面,三菱化學創下了9.26%的全球最高數值。在本文中,該公司的業務負責人將介紹有機薄膜太陽能電池的工作機制及技術開發動向。
有機薄膜太陽能電池具有重量輕、產品柔軟、設計自由度高的特點。有望為太陽能電池開辟出新的應用領域,今后的發展備受期待。風險企業及太陽能電池廠商的開發活動也日趨活躍。
實用化方面的課題是如何來提高轉換效率和耐久性。其中,在轉換效率方面,三菱化學已于2011年3月達到9.26%,向實現兩位數轉換效率邁進了一步。
下面將介紹有機薄膜太陽能電池的工作機制、開發動向及企業動向,同時還對實現9.26%轉換效率的涂布轉換技術做部分介紹。
激子的生成和分解
有機薄膜太陽能電池采用在透明電極與Al電極之間夾入p型半導體、p-n混合層(i層)及n型半導體的構造(圖1)。電極與半導體材料之間設置有可選擇性透過電子及空穴的緩沖層。
圖1:在p型半導體與n型半導體之間加入p-n混合層(點擊放大)
有機薄膜太陽能電池主要由p型半導體、p-n混合層及n型半導體構成(a)。在柔性基板上形成的話,可提高形狀的自由度(b)。
有機薄膜太陽能電池的工作原理大致如下(圖2)。①由施主(p型)或受主(n型)的有機分子吸收光生成激子。②激子擴散,向施主與受主的界面移動。③激子在界面分解,由此引起電子與空穴的電荷分離,電子和空穴由電極向外部電路輸出。
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