科學家研制磁性納米粒子可提高太陽能電池的性能

磁性納米粒子可以提高由聚合物制成的太陽能電池的性能——前提是納米粒子加入的量合適。這是在DESY的同步輻射光源PETRA III 的X射線研究的結果。慕尼黑技術大學教授彼得•博士穆勒 - Buschbaum為首的科學家發現，納米粒子質量比約增加百分之一，太陽能電池效率就會更高。他們將在先進能源材料雜志上發表他們的調查結果。

 

聚合物或有機的太陽能電池有著巨大的潛力：它們價格低廉，方便靈活，并且非常實用。與既定的硅太陽能電池相比，其缺點是效率較低。通常，它們的轉化效率只有幾個百分點。然而，有機太陽能電池已經在許多情況下是經濟上可行的，科學家們正在尋找新的方法以提高它們的效率。

 

一種有前景的方法是添加納米顆粒。結果顯示，例如，金納米粒子吸收額外的陽光，當能量被金粒子再次釋放的時候反過來又產生額外的電荷載流子。

 

添加納米粒子是一個例行程序，這種程序可以很方便的被利用到各種制造有機物太陽能電池的不同方法中。但是不要在太陽能電池中添加太多的納米粒子，因為有機太陽能電池的內部的既定結構可以進行精細地調節，以優化聚光之間的距離，活性材料，從而使電荷載流子對盡可能有效分離成為可能。這些內部結構大約在10至100納米的范圍內。

 

科學家們發現，當對基體摻雜質量分數為0.6%的納米粒子時對基體的影響是*大的。這可以使聚合物太陽能電池的效率從3.05%增加至3.37%。穆勒 - Buschbaum強調，一種材料能源產量11%的增加對這種材料是否可以利用到既定的場合是至關重要的。

 

研究人員認為，也可以通過摻雜納米顆粒來增加其它聚合物太陽能電池的效率。穆勒 - Buschbaum總結到“高性能聚合物與納米粒子的結合來增加有機太陽能電池效率的方法未來將會有極大地前景。然而，如果沒有一個像使用由同步加速器發射的X射線這樣實驗的詳細測試，那么很難對這種方法的潛在機理獲得一個基本的解釋”。

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