科学家研制磁性纳米粒子可提高太阳能电池的性能

发布时间：2015/4/13 0:06:59

磁性纳米粒子可以提高由聚合物制成的太阳能电池的性能——前提是纳米粒子加入的量合适。这是在DESY的同步辐射光源PETRA III 的X射线研究的结果。慕尼黑技术大学教授彼得•博士穆勒 - Buschbaum为首的科学家发现，纳米粒子质量比约增加百分之一，太阳能电池效率就会更高。他们将在先进能源材料杂志上发表他们的调查结果。

聚合物或有机的太阳能电池有着巨大的潜力：它们价格低廉，方便灵活，并且非常实用。与既定的硅太阳能电池相比，其缺点是效率较低。通常，它们的转化效率只有几个百分点。然而，有机太阳能电池已经在许多情况下是经济上可行的，科学家们正在寻找新的方法以提高它们的效率。

一种有前景的方法是添加纳米颗粒。结果显示，例如，金纳米粒子吸收额外的阳光，当能量被金粒子再次释放的时候反过来又产生额外的电荷载流子。

添加纳米粒子是一个例行程序，这种程序可以很方便的被利用到各种制造有机物太阳能电池的不同方法中。但是不要在太阳能电池中添加太多的纳米粒子，因为有机太阳能电池的内部的既定结构可以进行精细地调节，以优化聚光之间的距离，活性材料，从而使电荷载流子对尽可能有效分离成为可能。这些内部结构大约在10至100纳米的范围内。

科学家们发现，当对基体掺杂质量分数为0.6%的纳米粒子时对基体的影响是*大的。这可以使聚合物太阳能电池的效率从3.05%增加至3.37%。穆勒 - Buschbaum强调，一种材料能源产量11%的增加对这种材料是否可以利用到既定的场合是至关重要的。

研究人员认为，也可以通过掺杂纳米颗粒来增加其它聚合物太阳能电池的效率。穆勒 - Buschbaum总结到“高性能聚合物与纳米粒子的结合来增加有机太阳能电池效率的方法未来将会有极大地前景。然而，如果没有一个像使用由同步加速器发射的X射线这样实验的详细测试，那么很难对这种方法的潜在机理获得一个基本的解释”。

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