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产品应用

OPV / Perovskite Solar-Cell

有机光伏电池(Organic Solar Cell,OPV)是使用有机半导体型材料的一种光伏太阳能电池。典型的OPV元件,由一种或多种光敏材料所组成。

在有机光伏电池的结构中,由施体与受体所组成的光敏层中会吸收太阳光,并且产生电流。施体材料提供电子并传输电洞;受体材料吸收电子并传输电子。如图2所示,这些光敏材料从太阳光中收集光子以形成激子,其中电子从价带激发到传导带。由于浓度梯度,激子扩散到施体/受体界面(激子扩散)并分离成自由电洞(正电荷载子流)和电子(负电荷载子流,电荷分离)。当电洞与电子跟随施体与受体相而移动到相应的电极时(电荷提取),即可生成电。

   Figure 1. 有机光伏电池元件结构图



Figure 2. 有机光伏电池原理


 

钙钛矿太阳能电池

钙钛矿太阳能电池(PSC)为最近新开发出更具高期望值的一种太阳能电池。钙钛矿太阳能电池包括钙钛矿结构的化合物,最常见的是基于有机-无机铅或卤化锡的混合材料,作为吸光层。而钙钛矿太阳能电池的优点与有机半导体相同。

此外,在短短几年内,由于钙钛矿材料具有出色的吸光特性,漫长的扩散长度和较长的少数载子流寿命,因此钙钛矿材料的开发光做迅速发展,从而实现了较高的元件效率(超过23%的光转换效率),并具有实现低功耗、低成本的机会。

然而,要将钙钛矿太阳能电池商业化,仍然需要解决一些问题,例如:薄膜质量和厚度,由于暴露于热、湿气等环境因素,导致材料本身迅速分解,并染环境。

                                            

                                               Figure 3. 钙钛矿太阳能电池元件结构图

OPV

有机光伏电池(OPV)旨在提供一种资源丰富且低能耗的光伏(PV)解决方案。由于可使用各种吸光材料来制备彩色或透明的OPV元件,因此该技术特别适合建筑集成式的光伏市场。近年来,有机光伏电池已达到光转换效率15%,但是长期的可靠性仍然重要的障碍。有机光伏电池的低效率与其较小的扩散距离与较低的载子迁移率有关,与无机的光伏打电池相反。为了解决这些问题,最近的研究主要集中在改进吸光材料上,并且正在研究进一步优化吸光材料并开发有机多键结的结构。人们在正研究改进封装与替代性接触材料的品质,已减少电池衰退时间,已达到商业化之目的。